De réir mar a ghéaraíonn an uirbiú agus líon na bhfoirgneamh arda ag méadú i gcónaí, tá ardaitheoirí, mar chroí-threalamh le haghaidh iompair ingearach, ag fáil níos forleithne i bhfeidhm. De réir staitisticí an tionscail, tá beagnach 1,000 monaróir ardaitheoir i mo thír, agus tá iomaíocht an mhargaidh ag diansaothrú. Is saincheist thábhachtach don tionscal é costais a laghdú agus éifeachtúlacht a mhéadú trí bharrfheabhsú táirgí. Tá ardaitheoirí tarraingthe, mar an cineál ardaitheoir príomhshrutha, tar éis a dteicneolaíocht tacaíochta a aibíocht tar éis céad bliain d'fhorbairt. Tá a struchtúr comhdhéanta d'ocht mórchóras: an córas tarraingthe, an córas gluaisteán, agus an córas treoraithe. Iompraíonn an córas gluaisteán an t-ualach go díreach, agus tá dearadh ag fráma an ghluaisteáin, mar chreat struchtúrach an ghluaisteáin, a théann i bhfeidhm go díreach ar fheidhmíocht sábháilteachta an ardaitheora agus ar chostas déantúsaíochta. Is féidir dramhaíl ábhartha agus dearadh iomarcach a bheith mar thoradh ar mhais fráma carr iomarcach; agus is féidir go dteipeann ar mheáchan ró-éadrom ceanglais ualaigh a chomhlíonadh, rud a chruthaíonn guais sábháilteachta.
Rinneamar taighde optamaithe ar struchtúr fráma carr ardaitheora tarraingthe, ag baint úsáide as bogearraí insamhalta uimhriúla chun anailís a dhéanamh ar statach agus ar dhinimic an fhráma. Ligeann an cur chuige seo dúinn dearadh éadrom a bhaint amach agus sábháilteacht struchtúrach á chinntiú, ag soláthar réiteach praiticiúil chun éifeachtúlacht eacnamaíoch a fheabhsú d’fhiontair.
1. Anailís Mheicniúil Fráma Car Ardaitheoir: Bunús an Dearaidh Optamaithe
Chun an réiteach optamaithe eolaíoch agus iontaofa a chinntiú, d'úsáid an fhoireann taighde bogearraí insamhalta uimhriúla gairmiúla ar dtús chun anailís chuimsitheach a dhéanamh ar airíonna meicniúla fráma an ghluaisteáin ardaitheoir faoi choinníollacha oibriúcháin éagsúla, ag soláthar tacaíocht sonraí do dhearadh éadroma ina dhiaidh sin.
1.1 Anailís Statach: Feidhmíocht Strus faoi Choinníollacha Rátáilte agus Ró-ualaithe
Dhírigh an anailís statach ar na coinníollacha oibriúcháin rátáilte agus ar choinníollacha ró-ualaithe foircneacha na gnáthoibríochta ardaitheoir. Ba é a chroíchuspóir insamhail a dhéanamh ar dháileadh struis agus díláithriú fráma an ghluaisteáin trí mhúnla struchtúrach beacht a bhunú. Le linn an taighde, thóg an fhoireann múnla struchtúrach 3D de fhráma an ghluaisteáin ar dtús ag baint úsáide as bogearraí SolidWorks agus ansin iompórtáladh an tsamhail isteach i mbogearraí anailíse Abaqus i bhformáid x_t. I bhfianaise struchtúr casta fráma an ghluaisteáin, chun na ríomhanna a shimpliú agus cruinneas na hanailíse a choinneáil, d'fhág siad sonraí beaga ar lár mar naisc, welds, boltaí agus chamfers. Ansin rinneadh an príomh-struchtúr a thiontú ina bhlaosc, agus simplíodh comhpháirteanna mar an ulóg fillte, an clamp sábháilteachta, agus an bróg treorach do chomhlachtaí dochta. Bhí na socruithe paraiméadar bunaithe ar chaighdeáin oibriúcháin iarbhír ardaitheoir, le cumhacht mótair tarraingthe 11.7kW, meáchan carr 1100kg, luas rátáil 1.75m / s, ualach rátáil 1050kg, agus airde ardaithe de 82.5m. Cuireadh srianta cothrománacha i bhfeidhm ar an múnla chun an meáchan iarbhír, brú an ghluaisteáin agus an brú ualaigh a iompraíonn fráma an ghluaisteáin a insamhail. Baineadh úsáid as eilimintí S4R le haghaidh meshing, le méid mogalra 10mm, rud a d'eascair 590,350 nóid agus 431,287 eilimint, ag cinntiú cruinneas múnla.
Léiríonn torthaí anailíse, faoi choinníollacha oibriúcháin rátáilte, gurb é 138.9MPa an strus uasta i bhfráma an ghluaisteáin, i bhfad faoi bhun an strus toraidh ábhartha. Tarlaíonn an strus uasta ag an teagmháil idir an rubar frith-chreathadh agus léasacha taobh fráma an ghluaisteáin, rud a fhágann go mbíonn tiúchan struis logánta mar gheall ar chomhbhrú teagmhála. Mar sin féin, ní chlúdaíonn an limistéar tiubhaithe seo ach dhá ghné mogalra agus níl ach tionchar íosta aige ar strus iomlán fráma an ghluaisteáin. Léiríonn ríomhanna gurb é an cóimheas idir strus toraidh an ábhair agus fachtóir sábháilteachta 1.5 huaire ná 156.7 MPa (235 MPa/1.5), agus go gcomhlíonann an strus uasta de 138.9 MPa na ceanglais sábháilteachta.
Faoi choinníoll ró-ualaithe 125%, ardaíonn an strus uasta i bhfráma an ghluaisteáin go 296.2 MPa, arís comhchruinnithe ag an bpointe teagmhála idir an rubar frith-chreathadh agus na bíomaí taobh fráma carr. Leathnaíonn an limistéar tiúchana strus go dtí ceithre chealla greille, ach tá a thionchar ar an strus struchtúrach iomlán fós teoranta. Seachas an limistéar tiúchana struis, is é 166.4 MPa an strus uasta sna réimsí atá fágtha. Cé go bhfuil sé níos ísle ná neart toraidh an ábhair, tá sé gearr ar an gceanglas fachtóir sábháilteachta 1.5 uair. Ina theannta sin, is é 9.5 mm an díláithriú carnach uasta ar fhráma an ghluaisteáin, rud a fhágann go seachnófar oibríocht ró-ualaithe fadtéarmach in úsáid iarbhír.
1.2 Anailís Dhinimiciúil: Sábháilteacht Struchtúrtha a Fhíorú faoi Choinníollacha Oibriúcháin Foircneacha
Díríonn an anailís dhinimiciúil ar dhálaí foircneacha riosca le linn oibríocht an ardaitheora-buncharr agus coscánaithe éigeandála. Faoi na coinníollacha seo, athraíonn treoluas agus luasghéarú fráma an ghluaisteáin go dinimiciúil le himeacht ama. Déantar ionsamhlúcháin dhinimiciúla neamhbhuan ag baint úsáide as modúl Abaqus Explicit. Is é an treoluas tosaigh an treoluas teagmhála idir an maolán agus fráma an ghluaisteáin, agus déantar aimplitiúid an athraithe treoluais iarbhír le linn oibríochta a ionchur chun freagairt struis dinimiciúil an struchtúir a insamhail.
Léiríonn na torthaí insamhalta nuair a bhíonn an carr ag bun, go dtarlaíonn tiúchan strus mór ag an bpointe teagmhála idir an maolán agus fráma an ghluaisteáin, agus déantar dífhoirmiúchán plaisteach ar roinnt comhpháirteanna mar gheall ar strus iomarcach. Ag 0.084 soicind tar éis bun a bhaint amach, sroicheann an strus uasta ag an bpointe tionchair 248.2 MPa. Cé nach sáraíonn sé seo teorainn neart an ábhair de 400 MPa agus go seachnaíonn sé teip struchtúrach foriomlán, cailleann fráma an ghluaisteáin a chumas oibriú de ghnáth. Dá bhrí sin, tá córais chuimsitheacha cosanta sábháilteachta riachtanach i ndearadh agus oibriú ardaitheoirí chun buncharr a chosc. Faoi choinníollacha coscánaithe éigeandála, is é 229.1MPa luach strus uasta an fhráma gluaisteán, atá níos ísle ná strus toraidh an ábhair, agus tá an raon gníomhaíochta struis beag, rud nach mbeidh ina bhagairt ar shábháilteacht struchtúrach. Léiríonn sé seo gur féidir le córas coscánaithe éigeandála an ardaitheora cobhsaíocht struchtúr fráma an ghluaisteáin a chinntiú go héifeachtach.
2. Dearadh Optamaithe Crosbhíoma Uachtarach an Fhráma Gluaisteán: Réiteach Éadrom i nGníomh
Bunaithe ar thorthaí anailíse meicniúla, d'aimsigh an fhoireann taighde gur chomhlíon strus iomlán an fhráma gluaisteán na ceanglais sábháilteachta agus go raibh corrlaigh sábháilteachta suntasacha aige le linn gnáthoibríochta, rud a léirigh go bhféadfadh leas iomlán a bhaint as meáchan éadrom. D’aithin anailís bhreise ar dháileadh struis gach comhpháirte an crosbhíoma uachtarach mar chroí-sprioc optamaithe-bhí a luachanna struis faoi choinníollacha oibriúcháin éagsúla i bhfad faoi bhun na teorann ábhair, rud a léirigh an poitéinseal barrfheabhsaithe is mó.
2.1 Athróga agus Modhanna Optamaithe a Chinneadh
Ag smaoineamh ar chobhsaíocht leagan amach struchtúrach iomlán fráma an ghluaisteáin, shocraigh muid gan eochairthoisí a athrú, mar shampla fad, airde lúb agus airde iomlán an chrosbhíoma uachtair. Dhírigh muid go hiomlán ar an tiús crossbeam uachtair mar an t-aon athróg leas iomlán a bhaint chun nach gcuirfí isteach ar chothromaíocht strus na gcomhpháirteanna eile de bharr coigeartuithe struchtúracha. Baineadh úsáid as an modh leas iomlán a bhaint as "laghdú céim ar-chéim", ag tosú le tiús bunaidh 6mm agus ag laghdú an tiús faoi 0.5mm ag an am céanna. Trí anailísí il-ionsamhlúcháin, d'fhíoraigh muid feidhmíocht struis agus stádas sábháilteachta an chrosbhíoma uachtair le tiús éagsúla, ag roghnú an réiteach is fearr ar deireadh.
2.2 Feidhmíocht agus Comparáid Cáilíochta Roimh agus Tar éis Optamaithe
Dheimhnigh babhtaí iolracha de fhíorú ionsamhlúcháin gur baineadh amach an chothromaíocht is fearr idir feidhmíocht struchtúrach agus lightweighting a laghdú tiús uachtair crossbeam ó 6mm go 4mm. I dtéarmaí feidhmíochta strus, ní raibh ach 17.08MPa an strus uasta ar an crossbeam uachtarach roimh an leas iomlán a bhaint, go maith faoi bhun an neart toraidh ábhartha. Tar éis leas iomlán a bhaint, mhéadaigh an strus uasta go 139.5MPa, fós faoi bhun na tairsí sábháilteachta de 156.7MPa, ag freastal ar riachtanas fachtóir sábháilteachta 1.5x agus ag taispeáint airíonna meicniúla cobhsaí agus iontaofa.
Maidir le meáchan éadrom agus rialú costais, tar éis leas iomlán a bhaint, laghdaíodh mais crossbeam uachtair amháin ó 29.95kg go 22.46kg, laghdú meáchain de 7.49kg in aghaidh an bhíoma, agus céim éadromaithe de 25%. Laghdaíonn mais laghdaithe an chrosbhíoma uachtair go hindíreach freisin an t-ualach iomlán -ualach iompair ar fhráma an chairr, ag barrfheabhsú tuilleadh staid struis an chórais charranna ar fad, ag cruthú timthriall fíormhaith de "éadrom - ualach íseal - sábháilteacht níos mó".
3. Conclúidí Taighde agus Luach Tionscail
Tháinig na príomhchonclúidí seo a leanas as an taighde seo ar dhearadh optamaithe struchtúr fráma an ghluaisteáin ardaitheoir tarraingthe, trí anailís mheicniúil eolaíoch agus leas iomlán a bhaint paraiméadar beacht: Ar dtús, ba é 138.9 MPa an strus uasta i bhfráma an ghluaisteáin faoi choinníollacha oibriúcháin rátáilte, agus ba é 166.4 MPa an strus uasta i limistéir neamh-chomhchruinnithe faoi choinníollacha ró-ualaithe, an dá cheann ag comhlíonadh na gceanglas meicniúla bunúsacha. Ar an dara dul síos, níor fhulaing an struchtúr damáiste iomlán faoi bhun na gcarranna agus faoi choinníollacha coscánaithe éigeandála, ach is ábhar imní fós é an baol go ndéanfaí carr a íoslaghdú. Sa tríú háit, trí bharrfheabhsú an tiús crossbeam uachtair ó 6mm go 4mm, coinníodh feidhmíocht sábháilteachta agus sprioc lightweighting 25% a bhaint amach.
Ó thaobh an tionscail de, cuireann an taighde seo réiteach praiticiúil ar shábháil costais agus éifeachtúlachta ar fáil do mhonaróirí ardaitheoirí. Trí laghdú ar an tiús crossbeam uachtair, is féidir le monaróirí a laghdú go díreach úsáid na n-amhábhar ar nós cruach, rud a ísliú costais táirgthe. Ina theannta sin, laghdaíonn an fráma gluaisteán éadrom tomhaltas fuinnimh le linn oibriú ardaitheoir, feabhas a chur ar éifeachtacht fuinnimh iomlán an trealaimh. Ina theannta sin, soláthraíonn an modh "anailís mheicniúil - scagadh athróg - céim-le-leas iomlán a bhaint céim" a úsáidtear sa taighde paradigm tagartha freisin do dhearadh optamaithe comhpháirteanna struchtúracha eile sa tionscal ardaitheoir, ag cur chun cinn claochlú an tionscail ó "dearadh eimpíreach" go "sonraí -dearadh tiomáinte sonraí", agus ag cabhrú le leibhéal níos airde geilleagair a bhaint amach idir táirgí elevator.
