Išplėstiniai veleno konstrukcijų projektavimo metodai daugiausia apima modeliavimu{0}}pagrįstą optimizavimo dizainą, lengvas konstrukcijos naujoves, išmaniųjų medžiagų pritaikymą ir gilų skaitmeninių gamybos technologijų integravimą. Šie metodai žymiai pagerina velenų veikimą, tarnavimo laiką ir energijos vartojimo efektyvumą.
1. Topologijos optimizavimas ir modeliavimas-Pagrįstas dizainas
Atliekant baigtinių elementų analizę (FEA) ir kelių kūnų dinamikos modeliavimą, veleno įtempių pasiskirstymas, deformacijos ir vibracijos charakteristikos, veikiant sudėtingoms apkrovoms, yra tiksliai sumodeliuojamos, o tai padeda optimizuoti konstrukciją:
Naudojant topologijos optimizavimo algoritmus perteklinėms medžiagoms pašalinti, svorio sumažinimas daugiau nei 20%, išlaikant stiprumą; Streso koncentracijos zonų nustatymas ir tobulinimas, nuovargio trukmės padidinimas iki daugiau nei 100 000 ciklų; Šiluminio plėtimosi, dinaminio poveikio ir kitų sąlygų modeliavimas, užtikrinantis veleno patikimumą ekstremaliose aplinkose.
2. Lengvos struktūrinės naujovės
Siekiant patenkinti aukštus naujų energetinių transporto priemonių, aviacijos ir kosmoso bei kitų sričių efektyvumo reikalavimus, taikomi nauji konstrukciniai projektai:
Tuščiavidurio veleno konstrukcija: sumažina svorį, žymiai nesumažindamas standumo, plačiai naudojamas elektros pavaros sistemose;
Sudėtinis kardaninis velenas: sujungia tokių medžiagų, kaip plienas, aliuminio lydinys ir anglies pluoštas, pranašumus, kad būtų pasiekta didelio stiprumo ir mažo tankio pusiausvyra;
Gradiento konstrukcijos velenas: Naudojamos labai{0}}stiprios medžiagos (pvz., 42CrMo) didelio-įtempimo vietose ir lengvos medžiagos kitose srityse, todėl padidėja bendras sąnaudų-efektyvumas.
3. Išmaniosios medžiagos ir funkcinė integracija
Pristatome išmaniąsias medžiagas, kad būtų pasiektas prisitaikantis atsakas ir aktyvus valdymas:
Formos atminties lydinys (SMA): naudojamas aktyviosiose veleno vibracijos slopinimo sistemose, jis gali automatiškai reguliuoti standumą, kai keičiasi temperatūra, sumažinant vibracijos amplitudę 50%;
Aukštos entropijos lydinys: pasižymi puikiu atsparumu nuovargiui ir aukštai -temperatūrai, jo tarnavimo laikas nuovargiui yra tris kartus didesnis nei tradicinio 42CrMo plieno;
Amorfinis lydinys: iki HV800 kietumo, tinka didelio atsparumo dilimui ir didelio{1}}tikslumo perdavimo scenarijams.
