شبيه‌سازي عددي و بهينه‌سازي استحكام اتاق كاميون

Numerical Simulation and Optimization of Truck’s Cabin Strength

به‌منظور كاهش تلفات انساني، استانداردهاي مختلفي براي خودروها ازجمله استاندارد سفتي كابين تهيه شده است. خودروسازان به دنبال افزايش نسبت توان به وزن خودروها براي افزايش سرعت و چابكي بيشتر وسايل نقليه هستند. به همين دليل بهينه‌سازي سازه‌ي اتاق كاميون‌ها با توجه به استانداردهاي ايمني تأثير زيادي بر عملكرد آن‌ها مي‌گذارد. در اين مقاله، اقدام به شبيه‌سازي كاميون بنز اكتروس در نرم‌افزار CATIA مي‌شود. سپس مدل شبيه‌سازي‌شده در نرم‌افزار Hyper-mesh المان‌بندي مي‌شود. المان‌ها به‌صورت مربعي و مثلثي و داراي ابعاد 10، 15 و 25 ميلي‌متر مربع هستند. پس از اطمينان از صحت المان‌بندي، مدل المان‌بندي شده وارد نرم‌افزار LS-DYNA مي‌شود. در اين نرم‌افزار آزمون‌ ECE-R29 شبيه‌سازي‌شده است. اين آزمون در سه بخش بر روي خودرو انجام مي‌شود كه عبارت‌اند از آزمون B و آزمون C. آزمون C خود شامل دو بخش برخورد عمودي و برخورد با زاويه 20 درجه نسبت به افق است. پس‌ازآنكه خودرو مورد نظر اين آزمون‌ها را با موفقيت به اتمام رساند، قطعات با بيشترين تأثير در اين آزمون‌ها كه عبارت‌اند از: 1. ديواره جانبي 2. پنل سقف 3. قسمت خارجي ستون A 4. قسمت داخلي ستون A 5. تقويتي بالاي شيشه انتخاب مي‌شوند. سپس اقدام به بهينه‌سازي ضخامت اين قطعات مي‌شود. از ميان 16 حالت (ارائه شده توسط روش تاگوچي)، تنها پنج حالت قادر به برآورده كردن شرايط آزمون B سفتي كابين بودند كه حالت بهينه داراي وزن 890.83 كيلوگرم است كه نسبت به حالت اوليه 60.69 كيلوگرم كاهش وزن داشته است.

Different vehicle standards are used for decreasing of casualties for example the Protection of occupants of the CAB of a commercial vehicle. Vehicle manufacturer increase the power to weight ratio to achieve high speed vehicles. The optimization of the heavy vehicle’s cabin structure according to safety standards are important to achieve best function. In this article, the Mercedes Benz Actors is simulated in CATIA software. The model is meshed in Hyper-mesh software. The meshes are square and triangular and they are 10, 15 and 25 mm2. After checking truck's meshes, the model Import to LS-DYNA software. ECE-R29 test is performed in three parts include test B and test C. Test C includes two parts: 1-vertical collision and 2-collision with an angle of 20 degrees to the horizon. After the vehicle has successfully completed these tests, the most important parts in tests are identified. These parts are: 1. Side panel 2. Roof panel 3. A-pillar exterior 4. A-Pillar interior 5. Windshield upper panel. Then the thickness of parts are optimized. Only five modes of 16 modes (are submitted by the Taguchi method) are able to meet the requirements of the ECE-R29 B test. The optimal mode has a weight of 890.83 kg which has decreased 60.63kg compared to the initial mode.