Рис. 6. Зависимость массы диска и конструктивных параметров от величины
допустимых напряжений
Аналогичная задача оптимального проектирования решена для вто-
рой схемы параметризации при введении дополнительного геометри-
ческого параметра
P
5
,
определяющего радиус дна паза диска. Схе-
ма параметризации конструкции показана на рис. 5,
а
.
Общая мас-
са оптимального диска 5,99 кг. Значения оптимальных параметров
P
1
= 50
,
17
◦
,
P
2
= 4
,
1
мм,
P
3
= 2
,
44
мм,
P
4
= 297
мм,
P
5
= 48
,
7
мм.
На рис. 5,
б
показано распределение эквивалентных напряжений в
оптимальном по массе замковом соединении для второй схемы пара-
метризации. Распределение полных контактных напряжений для этого
оптимального замкового соединения показано на рис. 5,
в
.
Таким обра-
зом изменение параметризации модели позволяет найти оптимальное
решение с меньшей массой.
Изменение ограничений в задаче оптимизации также приводит к
разным оптимальным решениям. Для параметризации модели по вто-
рой схеме проведено исследование влияния величины допустимого
напряжения в галтелях на результат оптимизации геометрии. График
зависимости массы конструкции от ограничений на напряжения пред-
ставлен на рис. 6. Исследование влияния величины допустимого на-
пряжения в галтелях на результат оптимизации геометрии показывает,
что при более слабом ограничении можно добиться снижения массы
диска на 4 %.
Форма диска в проведенной оптимизации замкового соединения
не изменялась. Однако уменьшение массы замковой части снижает
центробежную нагрузку на диск, что также приводит к меньшим на-
пряжениям в диске. Добавление четырех параметров, определяющих
размеры диска, к параметризации замкового соединения с пятью па-
раметрами и решение задачи минимизации массы позволяет добиться
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2012
203