Bagaimana cara mengurangi berat pengecoran baja yang digunakan dalam sistem sasis kereta api melalui optimalisasi desain sekaligus memastikan kekuatan struktural yang memadai?

Berat coran baja berat pada sistem sasis kereta api mempunyai pengaruh tertentu terhadap kecepatan kereta secara keseluruhan. Cara mengurangi berat Bagian Baja Pengecoran Kereta Api sambil memastikan kekuatan struktural yang memadai adalah tugas yang kompleks dan penting. Hal ini memerlukan pertimbangan dan inovasi yang komprehensif dalam banyak aspek seperti pemilihan material, desain struktur, proses manufaktur, dan evaluasi kinerja.

Pemilihan material merupakan langkah penting dalam optimasi desain. Meskipun material baja tuang dikenal dengan kekuatan tinggi dan ketangguhan yang baik, paduan baja yang berbeda memiliki karakteristik kinerja yang berbeda. Dengan memilih baja paduan rendah berkekuatan tinggi (HSLA) atau baja berkekuatan sangat tinggi, jumlah material yang digunakan dapat dikurangi tanpa mengorbankan kekuatan struktural, sehingga mengurangi bobot. Bahan-bahan ini biasanya memiliki hasil dan kekuatan tarik yang lebih tinggi, sehingga memungkinkan perancang untuk mengurangi ketebalan dinding bagian sambil mempertahankan kekuatan. Selain itu, paduan baru seperti paduan titanium dan paduan aluminium juga dapat digunakan pada sasis kereta api melalui desain yang masuk akal. Bahan-bahan ini memiliki bobot yang lebih ringan dan sifat mekanik yang baik.

Kedua, bobot produk dapat dioptimalkan melalui desain struktural. Dengan menggunakan teknologi desain berbantuan komputer (CAD) dan analisis elemen hingga (FEA) modern, analisis tegangan dan regangan terperinci pada pengecoran baja dapat dilakukan untuk mengidentifikasi area bertekanan tinggi dan area bertekanan rendah. . Berdasarkan hasil analisa, bagian material yang berlebih dapat dihilangkan tanpa mempengaruhi kekuatan struktur secara keseluruhan. Misalnya, dengan menambahkan rongga di area bertekanan rendah atau menggunakan struktur sarang lebah, jumlah material yang digunakan dapat dikurangi secara efektif tanpa mempengaruhi kekakuan struktur secara keseluruhan. Selain itu, optimalisasi jalur perpindahan beban, melalui desain bentuk geometris yang masuk akal, membuat distribusi tegangan lebih seragam dan menghindari konsentrasi tegangan, sehingga memungkinkan penggunaan material yang lebih sedikit untuk memikul beban yang sama.

Optimalisasi topologi juga merupakan metode desain yang sangat efektif yang dapat menghitung bentuk struktural dan distribusi material yang optimal pada material dan kondisi batas tertentu. Melalui optimalisasi topologi, desainer dapat menemukan keseimbangan terbaik antara berat dan kekuatan, sehingga meminimalkan penggunaan material. Pada saat yang sama, kombinasi desain parametrik dan teknologi desain generatif dapat lebih mengoptimalkan struktur, sehingga baja tuang tidak hanya memenuhi persyaratan kekuatan, tetapi juga beradaptasi dengan keterbatasan proses manufaktur.