Details

Данная работа посвящена перепроектированию конструкции моноблочного фиксированного тормозного суппорта с целью снижения массы посредством применения средств топологической оптимизации. В ходе исследования решались следующие задачи. 1. Проведение валидации работы алгоритма топологической оптимизации выбранной программной системы. 2. Формирование конечно-элементной модели суппорта, определение кинематических и силовых граничных условий. 3. Проведение топологической оптимизации рассматриваемой детали для исполнений из двух материалов. 4. Реконструкция геометрии оптимизированных вариантов на основе результатов оптимизации для проведения проверочных конечноэлементных расчётов. 5. Проведение экономического анализа при изготовлении деталей методами аддитивных технологий. В ходе работы были получены оптимизированные конструкции тормозного суппорта, обладающие высокой жесткостью и удовлетворяющие прочностным требованиям. Проведено сравнение полученных вариантов по массе, жесткости, прочности и экономическим характеристикам. Определены наиболее рациональные варианты конструкции тормозного суппорта с максимальным снижением массы на 59% от изначальной. Для достижения данных результатов в работе использовалось программное обеспечение Altair Inspire.

The given work is devoted to the redesign of a monobloc fixed brake caliper with the objective of reducing its weight through the application of topology optimization techniques. The research sets the following goals. 1. Validation of the topology optimization algorithm implemented in the selected software application. 2. Development of a finite element model of the brake caliper and definition of the kinematic and load boundary conditions. 3. Topology optimization of the considered model for two different materials. 4. Reconstruction of the optimized geometries based on the optimization results and subsequent verification by finite element analysis. 5. Economic assessment of manufacturing of the designed parts using additive manufacturing technologies. As a result of the study, optimized brake caliper designs exhibiting high stiffness and satisfying strength requirements were obtained. The resulting designs were compared in terms of mass, stiffness, strength and cost. The most efficient brake caliper designs were identified, achieving a weight reduction of up to 59% relative to the original design. The research was carried out using the Altair Inspire software application.