Топологическая оптимизация детали «Серьга»
- Авторы: Камардина Н.В.1, Гусейнов Р.М.1, Данилов И.К.1, Коноплёв В.Н.1, Иванов К.А.1, Жарко А.С.1, Полищук Г.М.1
-
Учреждения:
- Российский университет дружбы народов
- Выпуск: Том 21, № 1 (2020)
- Страницы: 20-26
- Раздел: Машиностроение и машиноведение
- URL: https://journals.rcsi.science/2312-8143/article/view/327439
- DOI: https://doi.org/10.22363/2312-8143-2020-21-1-20-26
- ID: 327439
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Последние десятилетия активного развития компьютерных технологий и программного обеспечения, к примеру системы автоматизированного проектирования (САПР), инновационные машиностроительные предприятия уменьшают вес и трудоемкость изготовления деталей, а также поднимают надежность и качество своих изделий. Учитывая различные требования спроса потребителей, передовые компании при проектировании используют технологию топологической оптимизации. Популярность данного метода для эффективного проектирования изделий быстро растет благодаря непрерывно увеличивающимся вычислительной мощности компьютеров и возможностям программ. В настоящее время некоторые программы имеют модуль топологической оптимизации, который позволяет проектировать модель изделия с нуля, указав лишь параметры рабочих поверхностей детали. С помощью этого модуля также можно оптимизировать конструкцию, снизив вес исходного тела в рамках граничных условий (при этом сохранить деформацию, прочность исходной детали и т. д.). На выходе чаще всего образуется сложная объемная конструкция. В настоящем исследовании на примере детали «Серьга» топологическая оптимизация применялась для решения следующей задачи: при сохранении прочностных характеристик уменьшить массу изделия относительно прототипа и после проведения проверочного расчета выполнить анализ проделанной работы, дав оценку данной методике.
Ключевые слова
Об авторах
Наталья Валерьевна Камардина
Российский университет дружбы народов
Автор, ответственный за переписку.
Email: 1032142655@rudn.ru
студентка департамента машиностроения и приборостроения Инженерной академии РУДН
Российская Федерация, 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, 6Руслан Мукайилович Гусейнов
Российский университет дружбы народов
Email: engj@rudn.ru
аспирант департамента машиностроения и приборостроения Инженерной академии РУДН
Российская Федерация, 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, 6Игорь Кеворкович Данилов
Российский университет дружбы народов
Email: engj@rudn.ru
профессор департамента машиностроения и приборостроения Инженерной академии РУДН, доктор технических наук, профессор
Российская Федерация, 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, 6Владимир Николаевич Коноплёв
Российский университет дружбы народов
Email: engj@rudn.ru
доцент департамента машиностроения и приборостроения Инженерной академии РУДН, доктор технических наук, профессор
Российская Федерация, 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, 6Кирилл Аркадьевич Иванов
Российский университет дружбы народов
Email: engj@rudn.ru
студент департамента машиностроения и приборостроения Инженерной академии РУДН
Российская Федерация, 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, 6Андрей Сергеевич Жарко
Российский университет дружбы народов
Email: engj@rudn.ru
студент департамента машиностроения и приборостроения Инженерной академии РУДН
Российская Федерация, 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, 6Георгий Максимович Полищук
Российский университет дружбы народов
Email: engj@rudn.ru
профессор департамента механики и мехатроники Инженерной академии РУДН, доктор технических наук, профессор
Российская Федерация, 117198, Москва, ул. Миклухо-Маклая, 6Список литературы
- Popova DD, Samoilenko NA, Semenov SV, Balakirev AA, Golovkin AYu. Primenenie metoda topologicheskoi optimizatsii dlya umen'sheniya massy konstruktivno podobnogo kronshteina truboprovoda aviatsionnogo GTD [Pipeline aviation gas turbine engine]. Vestnik PNIPU. Aerokosmicheskaya tekhnika [Bulletin of PNIPU. Aerospace Engineering]. 2018;(55–1):42–51. (In Russ.)
- Vasiliev BE, Maharramov LA. Analiz vozmozhnosti primeneniya topologicheskoi optimizatsii pri proektirovanii neokhlazhdaemykh rabochikh lopatok turbin [Analysis of the possibilities of applying topological optimization in the design of uncooled turbine blades]. Vestnik Samarskogo gosudarstvennogo aerokosmicheskogo universiteta [Bulletin of the Samara State Aerospace University]. 2015;14(3–1): 139–147. (In Russ.)
- Bendsoy MP, Sigmund O. Optimization of topology: theory, methods and applications. Springer Verlag; 2003. p. 370–375.
- Borovikov AA, Tenenbaum SM. Topologicheskaya optimizatsiya perekhodnogo otseka KA [Topological optimization of the spacecraft transition compartment]. Aerokosmicheskii nauchnyi zhurnal [Aerospace Scientific Journal]. 2016;(5):16–30. (In Russ.)
- Frantsuzov AV, Shapovalov YI, Vdovin DS. Primenenie metoda topologicheskoi optimizatsii v zadachakh proektirovaniya gruzopod"emnoi tekhniki [Application of the method of topological optimization in the problems of designing lifting equipment]. Izvestiya vuzov. Povolzhskii region. Tekhnicheskie nauki [News of universities. Volga region. Technical science]. 2017;2(42):99–108. (In Russ.)
- Shestakov D. Primenenie Generative Design dlya optimizatsii konstruktsii kronshteina aviadvigatelya [Application of Generative Design to optimize the design of the aircraft engine bracket]. Additivnye tekhnologii [Additive technologies]. Available from: https://additiv-tech.ru/ publications/primenenie-generative-design-dlya-optimizaciikonstrukcii-kronshteyna-aviadvigatelya (accessed: June 12, 2019). (In Russ.)
- Bashin KA, Torsunov RA, Semenov SV. Metody topologicheskoi optimizatsii konstruktsii, primenyayushchiesya v aerokosmicheskoi otrasli [Methods of topological optimization of structures used in the aerospace industry]. Vestnik Permskogo natsional'nogo issledovatel'skogo politekhnicheskogo universiteta. Aerokosmicheskaya tekhnika [Bulletin of the Perm National Research Polytechnic University. Aerospace Engineering]. 2017;(51):51–61. (In Russ.)
- Krotkikh AA, Maksimov PV. Issledovanie i modifikatsiya metoda topologicheskoi optimizatsii SIMP [Research and modification of parameters of topological optimization SIMP]. Mezhdunarodnyi nauchno-issledovatel'skii zhurnal [International Scientific Researcher Journal]. 2016; 1(55):91–94. (In Russ.)
- Bruns T. A reevaluation of the SIMP method with filtering and an alternative formulation for solid – void topology optimization. Structural and interdisciplinary optimization. 2005;30:428–436.
- Jiao H, Zhou Q, Fan S, Li Yu. A new hybrid methodology for optimizing topology, combining the ESO and SIMP method. Lecture Notes in Electrical Engineering Proceedings of China. Modern Logistics Engineering; 2014. p. 373–384.
- Sigmund O, Maut K. Optimization of the structure topology approaches: a comparative review. Structural and interdisciplinary optimization. 2013;48:1031–1055.
- Koga J, Koga J, Homma S. The task of a chessboard to optimize the topology of continuum structures. Saitama, Japan: University of Saitama; 2013. p. 10–15.
- Prodways Group. Availabe from: https://www. prodways.com (accessed: March 21, 2020).
- Ansys. Available from: https://www.ansys.com (accessed: March 28, 2020).
- Maksimov PV, Fetisov KV. Analiz metodov dorabotki konechno-elementnoi modeli posle topologicheskoi optimizatsii [Analysis of the methods of refinement of the finite element model after topological optimization]. Mezhdunarodnyi nauchno-issledovatel'skii zhurnal [International Scientific Researcher Journal]. 2016;9(51–2): 58–60. (In Russ.)
Дополнительные файлы
