Возможности оптимизации топологии элемента хвостовой опоры шасси самолета – шлиц-шарнира
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы исследования
Снижение массы конструкции летательного аппарата является ключевой задачей, от успешного выполнения которой определяющим образом зависят его лётно-технические и эксплуатационные качества. Для таких зон как панели крыла, продольно-поперечный силовой набор в виде лонжеронов и нервюр и т. д., теория рационального проектирования, в целом, построена. И здесь практикой подтверждена эффективность множества типовых решений, по крайней мере для самолётов традиционных компоновок. Однако места приложения больших сосредоточенных сил, например, узлы навески механизации крыла, узлы шасси и т. п., отличаются большим разнообразием форм и силовых схем. Эффективность конструкций с точки зрения затрат материала, которую может обеспечить традиционный подход, имеет определённый предел, который в настоящее время достигнут.
Содержание
Введение……………………………………………………………………………..9
1 Аналитический обзор……………………………………………………………11
1.1 Общие сведения о топологической оптимизации……………………….11
1.1.1 Классификация задач оптимизации конструкций…………………...13
1.1.2 Проблема определения силовой схемы. Топологическая оптимизация…………………………………………………............…15
1.2 Обзор техник топологической оптимизации……………………………..16
1.3 Проблемы и трудности ТО, пути их решения………………………....…18
2 Конструкторско-технологическая часть………………………………………..19
2.1 Анализ детали, ее функций и узла.………………………………………...19
2.2 Анализ чертежа детали в сборе и узла крепления………………………...23
2.3 Анализ электронной модели изделия……………………………………...26
2.4 Технологический процесс изготовления…………………………………..27
3 Экспериментальная часть……………………………………………………….29
3.1 Аддитивные технологии и их преимущества……………………………..29
3.2 Обзор программного обеспечения для топологической оптимизации….32
3.3 Топологическая оптимизация 3D-модели посредством программы Autodesk Fusion 360…………………………………………………………35
3.4 Материалы и технологии изготовления …………………………………..52
3.4.1 Порошковая металлургия……………………………………………...53
3.4.2 Композиционная 3D печать…………………………………………....59
3.5 Анализ и сравнение прочностных характеристик базового и нового варианта……………………………………………………………………...70
3.6 Изготовление прототипа детали с помощью аддитивных технологий….98
4 Экономическая часть…………………………………………………………...101
4.1 Объем продаж в сегменте………………………………………………….101
4.2 Стоимость единицы изделия согласно конструкторско-технологической документации………………………………………………………………104
4.3 Экономический анализ оптимизированного варианта ………………….106
4.3.1 Расчет затрат на изготовление………………………………………..107
4.3.2 Расчет капитальных затрат и амортизационных отчислений………108
4.3.3 Расчет затрат фонда заработной платы………………………………110
4.3.4 Расчет себестоимости изделия………………………………………..111
5 Ограничения и риски…………………………………………………………...112
5.1 Перечень ограничений проекта…………………………………………...112
5.2 Перечень рисков проекта………………………………………………….113
Заключение………………………………………………………………………..115
Список литературы не найден
Это, прежде всего, связано с уменьшением трудоемкости изготовления особенно на промышленных предприятиях. Ведь время, которое затрачивается на процесс проектирования и создание изделия, считается главным критерием при выборе технологии изготовления.
Также при внедрении 3D-печати возможно существенно уменьшить потери на материалах и персонале, необходимость которого при внедрении аддитивных технологий пропадет.
Таким образом, аддитивные технологии можно отнести к преимуществам, увеличивающим значение продукта для потенциальных потребителей.
В настоящее время предприятиям нужно своевременно ориентироваться в быстро изменяющихся условиях для того, чтобы сохранять свою конкурентоспособность. В связи с этим, руководству этих предприятий необходимо проводить инновационную политику, а также усовершенствовать процессы производства. Аддитивные технологии позволяют за короткий промежуток времени получить уникальный продукт.