Выполнение генеративного дизайна и адаптация к изготовлению поворотного кулака. Часть I

Abstract

В статье описано вычисление входных параметров для статического прочностного расчета или генеративного дизайна поворотного кулака гоночного болида класса Formula Student. Исходными данными являлись: габаритные и присоединительные размеры колесного диска и шины, ступицы и тормозного диска, величина силы, действующих на пятно контакта колеса с дорогой, величина силы трения скольжения между тормозным диском и тормозными колодками, сила, действующая на крепление рулевой тяги, координаты расположения креплений шаровых шарниров и тормозного суппорта. При расчетах были подобраны подшипники и вычислены проекций сил на оси координат, которые необходимо приложить к детали для моделирования рабочих нагрузок. Расчет выполнялся методами статики. В итоге было получено шесть случаев нагрузки, моделирующих работу в правых и левых поворотах с избыточной и недостаточной поворачиваемостью, а также работу при торможении с максимальным отрицательным ускорением. Так же была построена 3D модель поворотного кулака, обладающего избыточной прочностью (коэффициент запаса прочности более 6). Были определены величины отступов, которые задают размер неизменяемых областей, которые не дают алгоритму генеративного дизайна вычитать материал из важных конструктивных элементов детали. Величины отступов были проверены при помощи дополнительных конечно-элементных расчетов.