Mieszane modelowanie MES i optymalizacja dźwigarów naczep transportowych

• Autorzy: Szybiński B. , Piechnik R.
• Konferencja: Konferencja Naukowa Problemy Rozwoju Maszyn Roboczych (22 ; 19-22.01.2009 ; Zakopane, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Ramy nośne naczep pojazdów ciężarowych posiadają złożona przestrzenną konfigurację i poddane są obciążeniu przestrzennym układ obciążeń zewnętrznych, które wywołują złożony stan naprężenia w ich cienkościennych panelach. Na ich podstawie szacuje się globalny stan wytężenia konstrukcji. Zasadniczą niedogodnością modelu cienkościennego jest brak możliwości efektywnego określenia koncentracji naprężeń w załomach połączonych ze sobą płaskich paneli. Autorzy proponują więc zastosowanie podejścia mieszanego do problemu modelowania i optymalizacji cienkościennej ramy nośnej naczepy. Polega ono na lokalnym wprowadzeniu bryłowego (trójwymiarowego) modelu w miejscach załomów połączonych paneli. Podejście takie pozwala w pełni odzwierciedlić lokalny kształt załomu, a analizowany obiekt z wystarczająca dokładnością opisuje zachowanie się rzeczywistej konstrukcji. Prezentowana na rysunku 1 rama jest obiektem o złożonej geometrii, składającym się z dwóch dwuteowych podłużnie (długość 9400[mm]) o zmiennej wysokości (od 230[mm] do 450[mm]). Grubości półek podłużnicy wynoszą odpowiednio 10 [mm] dla górnej półki i 8 [mm] dla dolnej półki, a grubość środnika jest równa 8 [mm]. Szerokość pasa górnego i dolnego wynosi 150[mm]. Podłużnice są ze sobą połączone (elementy od 1 do 9) za pomocą kątowników, ceowników, profili o przekroju skrzynkowym, tarcz i płyt. Konstrukcję ramy poddano działaniu dwóch typów obciążeń, charakterystycznych dla eksploatacji ramy - rozpędzania i hamowania obciążonej naczepy oraz podnoszenia maksymalnie obciążonej skrzyni ładunkowej w czasie postoju. Wykorzystując moduł PDS (Probabilistic Design of Systems) programu ANSYS przeprowadzono analizę wrażliwości konstrukcji z uwagi na zmiany wymiarów poszczególnych elementów. Do finalnej optymalizacji wybrano trzy najistotniejsze parametry - grubości pasów górnego i dolnego podłużnie oraz grubość środnika. W jej wyniku ciężar konstrukcji zmniejszono o 8%. Zastosowanie w obliczeniach proponowanego modelu mieszanego nieznacznie wydłużyło czas generacji i obliczeń modelu w pojedynczej pętli optymalizacji (w porównaniu z podejściem 2D) jednak czas otrzymania finalnego rozwiązania mieścił się w akceptowalnym z inżynierskiego punktu widzenia przedziale.

Słowa kluczowe

PL

wytrzymałość materiałów; modelowanie; pojazdy ciężarowe

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Świętokrzyskiej
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Politechniki Świętokrzyskiej. Nauki Techniczne
• Rocznik: 2009
• Tom: Z. 12
• Strony: 159--160
• Opis fizyczny: Bibliogr. 3 poz., rys.

Twórcy

autor

Szybiński B.

autor

Piechnik R.

• Politechnika Krakowska, Instytut Konstrukcji Maszyn, Aleja Jana Pawła II 37, PL-31864 Kraków

Bibliografia

• 1. Magnucki K., Szyc W., Wytrzymałość materiałów w zadaniach, Warszawa PWN 1999.
• 2. Szybiński B., Zieliński A.P., Karaś M., Folded-plate structures with openings - analysis and optimization, CAMES, Vol. 10, No. 4 (2003), s. 629-640.
• 3. Piechnik R., Wybrane zagadnienia z modelowania i optymalizacji konstrukcji ram naczep transportowych, Praca Dyplomowa, Politechnika Krakowska, Instytut Konstrukcji Maszyn (2008).