Details

Настоящая работа описывает процесс разработки корпуса тормозного суппорта на основе топологической оптимизации. Цель исследования – снижение массы конструкции суппорта c сохранением ее прочности при нагрузках, возникающих в процессе торможения. Особое внимание уделяется сравнению результатов оптимизации при постановке задачи в статике и динамике. Оптимизация выполнялась в Altair OptiStruct как для статической, так и для динамической постановки, при этом для учета динамики использовался метод эквивалентных статических нагрузок ESLM. Для получения данных о динамическом отклике использовался Altair Radioss.  В результате был получен проект работоспособной конструкции тормозного суппорта, способного выдержать нагрузки сопоставимые с 1 G, при снижении массы суппорта на 70%. Также полученные в ходе работы результаты позволяют сделать выводы о целесообразности применения топологической оптимизации для проектирования динамики компонентов конструкций, работающих в условиях импульсных нагрузок, и показывают ограниченность традиционного статического подхода при разработке ответственных элементов тормозных систем.

This study describes the process of a brake caliper housing design based on topology optimization. The aim of the research is to reduce the mass of the caliper structure while maintaining its strength under the loads that occur during braking. Special attention is given to comparing the results of optimization under static and dynamic problem formulations. The optimization was carried out in Altair OptiStruct for both static and dynamic cases, with the Equivalent Static Load Method (ESLM) used to account for dynamic effects. Altair Radioss was employed to obtain data on the dynamic response. As a result, a functional brake caliper design was developed, capable of withstanding loads equivalent to 1 G, while achieving a 70% reduction in caliper mass. The findings of this work also support the feasibility of applying topology optimization for designing components subjected to impulsive loads and highlight the limitations of the traditional static approach when developing safety-critical elements of braking systems.