Hvordan reducerer man vægten af ​​stålstøbegods, der anvendes i togchassissystemer gennem designoptimering, samtidig med at der sikres tilstrækkelig strukturel styrke?

Vægten af ​​de tunge stålstøbninger i togchassissystemet har en vis indflydelse på det samlede togs hastighed. Hvordan man reducerer vægten af ​​Train Casting Steel Parts og samtidig sikrer tilstrækkelig strukturel styrke er en kompleks og vigtig opgave. Dette kræver omfattende overvejelser og innovation i mange aspekter såsom materialevalg, strukturelt design, fremstillingsproces og præstationsevaluering.

Materialevalg er et kritisk trin i designoptimering. Selvom støbte stålmaterialer er kendt for deres høje styrke og gode sejhed, har forskellige stållegeringer forskellige ydeevneegenskaber. Ved at vælge højstyrke lav-legeret stål (HSLA) eller ultra-højstyrke stål, kan mængden af ​​anvendt materiale reduceres uden at ofre strukturel styrke og derved reducere vægten. Disse materialer har typisk højere flyde- og trækstyrker, hvilket gør det muligt for designere at reducere delvægtykkelsen og samtidig bevare styrken. Derudover kan nye legeringer som titanlegeringer og aluminiumslegeringer også bruges i togchassis gennem fornuftigt design. Disse materialer har lettere vægt og gode mekaniske egenskaber.

For det andet kan vægten af ​​produktet optimeres gennem strukturelt design. Ved at bruge moderne computerstøttet design (CAD) og finite element analyse (FEA) teknologi, kan detaljeret spændings- og tøjningsanalyse af stålstøbegods udføres for at identificere områder med høj belastning og områder med lav belastning. . På baggrund af analyseresultaterne kan de overflødige dele af materialet fjernes uden at påvirke styrken af ​​den samlede struktur. For eksempel ved at tilføje hulrum i områder med lav belastning eller ved at bruge en bikagestruktur, kan mængden af ​​anvendt materiale effektivt reduceres uden at påvirke strukturens samlede stivhed. Derudover gør optimering af belastningsoverførselsvejen, gennem et fornuftigt geometrisk formdesign, spændingsfordelingen mere ensartet og undgår spændingskoncentration, hvilket gør det muligt for brugen af ​​mindre materiale at bære den samme belastning.

Topologioptimering er også en meget effektiv designmetode, der kan beregne den optimale strukturelle form og materialefordeling under givne materialer og randforhold. Gennem topologioptimering kan designere finde den bedste balance mellem vægt og styrke, hvilket minimerer materialeforbrug. Samtidig kan kombinationen af ​​parametrisk design og generativ designteknologi optimere strukturen yderligere, så stålstøbningerne ikke kun opfylder styrkekravene, men også tilpasser sig begrænsningerne i fremstillingsprocessen.