انتخاب مواد و طراحی اولیه
همه چیز با انتخاب دقیق مواد شروع می شود. آلیاژهای آلومینیوم اولین انتخاب برای سبک وزن هستند براکت به دلیل چگالی کم ، خصوصیات مکانیکی خوب و مقاومت در برابر خوردگی. با این حال ، نمرات مختلف آلیاژ آلومینیوم در قدرت ، انعطاف پذیری و پردازش متفاوت است. تأمین کنندگان باید با توجه به سناریوهای خاص برنامه و الزامات عملکرد براکت ها ، مناسب ترین درجه آلیاژ آلومینیوم را انتخاب کنند. با پیشرفت علم مواد ، مواد سبک وزن جدید مانند آلیاژهای منیزیم ، فولادهای با استحکام بالا و کامپوزیت های فیبر کربن به تدریج در نظر گرفته می شوند. هر یک از آنها مزایای منحصر به فردی دارند ، مانند استحکام خاص بالاتر ، چگالی پایین تر یا مقاومت در برابر خوردگی بهتر.
در مرحله طراحی مقدماتی ، تأمین کنندگان ایده های ساختاری اولیه را بر اساس چیدمان کلی وسیله نقلیه ، نیازهای بارگذاری براکت و محدودیت های فضای نصب می سازند. در این زمان ، نرم افزار طراحی با کمک رایانه (CAD) نقش مهمی ایفا می کند و به طراحان این امکان را می دهد تا ضمن ارزیابی وزن ، قدرت و مقرون به صرفه بودن طرح های مختلف طراحی ، به سرعت مدل های طراحی را ایجاد و اصلاح کنند.
بهینه سازی ساختاری و طراحی یکپارچه
بهینه سازی ساختاری هسته اصلی طراحی سبک است. با تجزیه و تحلیل دقیق استرس براکت ، طراحان می توانند مشخص کنند که کدام قسمت ها بار اصلی را دارند و کدام قسمت ها نسبتاً جزئی هستند. بر این اساس ، می توان برای دستیابی به نیازهای استحکام مورد نیاز با کمترین میزان مواد ، توخالی ، نازک ، لانه زنبوری و سایر طرح های ساختاری استفاده کرد. این مفهوم طراحی "توزیع بر روی تقاضا" نه تنها وزن براکت را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد ، بلکه میزان استفاده از مواد را نیز بهبود می بخشد.
طراحی یکپارچه یکی دیگر از استراتژی های مؤثر سبک وزن است. این هدف برای ادغام چندین مؤلفه عملکردی در یک براکت ، کاهش تعداد قطعات و نقاط اتصال و در نتیجه کاهش وزن و پیچیدگی کلی است. براکت با سنسورهای یکپارچه ، محرک ها یا کانال های سیم کشی نه تنها وزن را کاهش می دهد ، بلکه روند مونتاژ را نیز ساده می کند و راندمان تولید و قابلیت اطمینان وسیله نقلیه را بهبود می بخشد.
بهینه سازی توپولوژی و تجزیه و تحلیل شبیه سازی
بهینه سازی توپولوژی یک روش طراحی پیشرفته مبتنی بر فناوری تجزیه و تحلیل عناصر محدود (FEA) است ، که به طور خودکار طرح توزیع بهینه مواد را از طریق الگوریتم ها برای دستیابی به اهداف سبک وزن می یابد. در طراحی براکت ، بهینه سازی توپولوژی می تواند مشخص کند که کدام مناطق می توانند بدون تأثیر بر عملکرد کلی ، مواد را از بین ببرند و در نتیجه ساختار براکت را بیشتر بهینه کنند. این روش به ویژه برای شکل های پیچیده و طرح های براکت بسیار سفارشی مناسب است.
تجزیه و تحلیل شبیه سازی یک گام کلیدی در تأیید طراحی است. با استفاده از نرم افزار شبیه سازی پیشرفته ، تأمین کنندگان می توانند براکت را در شرایط مختلف کاری مانند استاتیک ، پویا ، خستگی و برخورد برای پیش بینی عملکرد آن در محیط استفاده واقعی شبیه سازی و تجزیه و تحلیل کنند. این "تست مجازی" نه تنها نیاز به آزمایش فیزیکی را کاهش می دهد و هزینه ها را کاهش می دهد ، بلکه چرخه توسعه محصول را نیز سرعت می بخشد و دقت طراحی را بهبود می بخشد.
در نظر گرفتن فرآیند تولید
طراحی و بهینه سازی همچنین باید امکان سنجی فرآیند تولید را به طور کامل در نظر بگیرد. براکت های ساختار توخالی ممکن است به فرآیندهای ریخته گری یا اکستروژن نیاز داشته باشد. در حالی که براکت ها با اشکال پیچیده ممکن است به ماشینکاری دقیق یا فناوری چاپ سه بعدی نیاز داشته باشند. تأمین کنندگان باید با تیم فرآیند تولید نزدیک همکاری کنند تا اطمینان حاصل شود که می توان این طرح را با حفظ مقرون به صرفه بودن به یک محصول واقعی تبدیل کرد.
تکرار مداوم و بهبود
طراحی و بهینه سازی یک فرایند تکرار شونده مداوم است. با تغییرات مداوم در تقاضای بازار و پیشرفت مداوم فناوری ، تأمین کنندگان باید به طور مداوم طراحی براکت را بهبود بخشند و بهینه سازی کنند. این ممکن است شامل استفاده از مواد جدید ، فرآیندهای جدید یا تنظیم دقیق طرح های موجود برای بهبود عملکرد ، کاهش هزینه ها یا برآورده کردن الزامات نظارتی جدید باشد .
