Bagaimana untuk mengurangkan berat tuangan keluli yang digunakan dalam sistem casis kereta api melalui pengoptimuman reka bentuk sambil memastikan kekuatan struktur yang mencukupi?

Berat tuangan keluli berat sistem casis kereta api mempunyai kesan tertentu pada kelajuan keseluruhan kereta api. Bagaimana untuk mengurangkan berat Bahagian Keluli Tuang Kereta Api sambil memastikan kekuatan struktur yang mencukupi adalah tugas yang kompleks dan penting. Ini memerlukan pertimbangan dan inovasi yang menyeluruh dalam banyak aspek seperti pemilihan bahan, reka bentuk struktur, proses pembuatan dan penilaian prestasi.

Pemilihan bahan adalah langkah kritikal dalam pengoptimuman reka bentuk. Walaupun bahan keluli tuang terkenal dengan kekuatan tinggi dan keliatan yang baik, aloi keluli yang berbeza mempunyai ciri prestasi yang berbeza. Dengan memilih keluli aloi rendah berkekuatan tinggi (HSLA) atau keluli berkekuatan ultra tinggi, jumlah bahan yang digunakan boleh dikurangkan tanpa mengorbankan kekuatan struktur, sekali gus mengurangkan berat. Bahan ini biasanya mempunyai hasil yang lebih tinggi dan kekuatan tegangan, membolehkan pereka bentuk mengurangkan ketebalan dinding bahagian sambil mengekalkan kekuatan. Selain itu, aloi baharu seperti aloi titanium dan aloi aluminium juga boleh digunakan dalam casis kereta api melalui reka bentuk yang munasabah. Bahan-bahan ini mempunyai berat yang lebih ringan dan sifat mekanikal yang baik.

Kedua, berat produk boleh dioptimumkan melalui reka bentuk struktur. Dengan menggunakan teknologi reka bentuk bantuan komputer (CAD) moden dan analisis unsur terhingga (FEA), analisis tegasan dan terikan terperinci tuangan keluli boleh dijalankan untuk mengenal pasti kawasan tekanan tinggi dan kawasan tekanan rendah. . Berdasarkan keputusan analisis, bahagian bahan yang berlebihan boleh dikeluarkan tanpa menjejaskan kekuatan keseluruhan struktur. Contohnya, dengan menambah rongga di kawasan bertekanan rendah atau menggunakan struktur sarang lebah, jumlah bahan yang digunakan boleh dikurangkan dengan berkesan tanpa menjejaskan kekukuhan keseluruhan struktur. Di samping itu, mengoptimumkan laluan pemindahan beban, melalui reka bentuk bentuk geometri yang munasabah, menjadikan pengagihan tegasan lebih seragam dan mengelakkan kepekatan tegasan, sekali gus membolehkan penggunaan bahan yang kurang menanggung beban yang sama.

Pengoptimuman topologi juga merupakan kaedah reka bentuk yang sangat berkesan yang boleh mengira bentuk struktur optimum dan pengagihan bahan di bawah bahan dan keadaan sempadan yang diberikan. Melalui pengoptimuman topologi, pereka bentuk boleh mencari keseimbangan terbaik antara berat dan kekuatan, meminimumkan penggunaan bahan. Pada masa yang sama, gabungan reka bentuk parametrik dan teknologi reka bentuk generatif dapat mengoptimumkan lagi struktur, supaya tuangan keluli bukan sahaja memenuhi keperluan kekuatan, tetapi juga menyesuaikan diri dengan batasan proses pembuatan.