Бул изилдөө, bir темир жол bogisinde тартуу моторуnu taşıyan структуралык desteğin топологиялык оптималдаштыруу менен hafifletilmesini; материал тандоо, өндүрүш чектөөлөрү жана баштапкы дизайнının чыныгы чыңалуу колдонулушуna dайanan uyarlanabilir bir чыңалуу чегиyla бирге изилдеген. Изилдөөчүлөр 1.783.000 элемент жана 2.171.000 түйүнden oluşan жогорку өзүнчөntılı толук боги акыркы элемент модели kullanmış, EN 13749:2021 kapsamında диагнозmlanan yedi структуралык жүк сценарийиnu мааниlendirmiş жана üç материалyi karşılaştırmıştır. Yeniden oluşturulan өндүрүлө ала турган акыркы дизайнda %16'nın üzerinde массаны азайтуу elde edilirken GJS-1050-6 аустемперленген шар графиттүү чоюн kabul edмененbilir чыңалуу колдонуу seviyelerini korumuştur. Ошентсе да изилдөө физикалык прототип, чыныгы поезд тестi, чарчоо тажрыйбаi же динамикалык/modal тастыктоо içermemektedir.

Изилдөөnın негизги айырмаı, топологиялык оптималдаштырууnu гана “mümkün болгонуnca материал kaldırma” пробlemi катары ele almamasıdır. Motor ташыгычsının богиye жана моторa bтармакlandığı fonksионel аралык бетler değiştirilmeden korunmuş; tek калып çıkarma багыты жана минимум өндүрүлө ала турган касиет boyutu gibi технологияk чектөөлөр түздөн-түз оптималдаштыруу пробlemine dahil edilmiştir.

Изилдөөda G18NiMoCr3 легирленген болот, GJS-1050-6 аустемперленген шар графиттүү чоюн жана Al-Cu4MnMg алюминий эритмеси салыштырылган. İlk topoloji сезгичтик изилдөөlarında материал tпродуктün optimize edilmiş материал dтармакılımını görece az değiştirdiği görülürken өндүрүш параметрlerinden айрыкча минимум өзгөчөлүк өлчөмүnun акыркы геометрия üzerinde çok daha belirgin etkisi болгону bulunmuştur.

Баштапкыtaki болот мотор таянычыsı критикалык жүк durumlarında 0,5'in астында колдонуу коэффициентиyla oldukça корпусkâr davranmaktadır. Изилдөөчүлөр bu kullanılmamış структуралык кубаттуулукyi жеңилдетүү potansiyeli катары мааниlendirerek, mevcut дизайнın чыңалуу seviyesinden türetмененn жана üst чекı 0,85 olan bir uyarlanabilir \(k\) katsайжылуулукnı оптималдаштырууa dahil etmiştir.

Nihai баалооde GJS-1050-6 дизайнı критикалык SL1 жана SL2 durumlarında 413 MPa эсептелген чыңалуу жана 0,59 колдонуу коэффициенти көрсөткөн. Al-Cu4MnMg жанаrsионunda эсептелген чыңалуу 367 MPa olmasına rтармакmen материалnin daha төмөн izin маалыматlebilir бекемдикı эмне үчүнiyle колдонуу коэффициенти 1,18'e çıkmış жана изилдөөчүлөр bu konfigürasyonu структуралык açıdan kabul edмененmez катары мааниlendirmiştir.

Түркия жагынан мааниси: Изилдөө Түркия'deki белгилүү bir поезд, боги же тартуу мотору üzerinde чыныгыleştirilmemiştir. Ошентсе да темир жол унааlarında боги bмененşenlerinin hafifletilmesi, куюуle өндүрүлө ала турган топологиялык оптималдаштыруу жана standart жүк durumlarıyla сандык тастыктоо açжылуулукndan методологиялык катары uygulanabilir bir инженердик алкакsi сууnmaktadır. Түркия'deki чыныгы bir темир жол колдонмоsında жергиликтүү унаа геометрияsi, мотор массаsi, байланыштар, чарчоо спектрu, булак же куюу методу, титирөө davranışı, тейлөө koşulları жана ilgili сертификация süreciyle кайра тастыктоо керек.

Изилдөөнүн негизги көйгөйү эмне?

Demiryolu bogалдыга; дөңгөлөк аспапları, асма, тормоз системаleri, тартуу моторлорı жана bunların структуралык байланыштарını taşıyan коопсуздук açжылуулукndan критикалык системаlerdir. Ошондуктан bir bмененşenin гана hafif olması yeterli эмес; çok ар түрдүү ишкана жана olтармакanüstü жүк koşullarında tашууa işlevini sürdürmesi керек.

Topoloji оптималдаштырууu теориялык катары төмөн чыңалууye sahip bölgelerden материал kaldırarak daha натыйжалуулукli жүк yolları oluşturabilir. Бирок ham оптималдаштыруу sonucu çoğu убакыт куюу, talaşlı imalat же diğer klasik өндүрүш ыкмаларiyle түздөн-түз üretмененmeyecek татаал геометрияler oluşturur.

Изилдөөнүн çözmeye çсатып алууtığı негизги sorun bu эмне үчүнle üç parçalıdır:

• мотор таянычыsını жеңилдетүүk,
• критикалык чыңалууleri kabul edмененbilir чекlar үчүнde tutmak,
• ortайa çıkan геометрияnin чыныгы өндүрүш чектөөлөрүyla uyumlu olmasını sтармакlamak.

Motor ташыгыч boginin neresinde?

Motor desteği boginin dış tarafında, узунунан kirişin sonunda жана тартуу моторлорının жайгашууlandırıldığı bölgede бар. Özgün parça uzun жана ince bir L biçimli түзүмya sahiptir.

Parça iki ana аралык бет üzerinden боги алкакsine bтармакlanmakta жана моторun байланышsı үчүн iki göz içeriyor. Изилдөөчүлөр bu туташуу интерфейстериni оптималдаштыруу sırasında değiştirmemiştir.

Булак изилдөөнүн Şekil 1'inde kırmızı gösterмененn bölgeler дизайндан тыш аймакlardır. Bu yaklашуу, optimize edilmiş yeni parçanın боги же мотор tarafındaki байланыштарı değiştirmeden özgün parçanın yerine tагымlabilmesini hedeflemektedir.

Üç материал эмне үчүн karşılaştırıldı?

Изилдөөda üç ар түрдүү metalik материал колдонулган:

G18NiMoCr3 жогорку бекемдик жана чарчоо direnci sтармакlайan fakat жогорку тыгыздыкlu bir болотtir. GJS-1050-6, жогорку механикалык бекемдикı iyi dökülebilirlik жана демпфирлөөleme айрыкчаriyle birleştiren bir ADI dökme demirdir. Al-Cu4MnMg болсо 2790 kg/m³ yoğunluğuyla belirgin масса avantajına sahiptir fakat серпилгичтик модулу жана бекемдикı ferroz материалдарden daha төмөнtür.

Yüksek өзүнчөntılı боги модельi кантип kuruldu?

Изилдөөчүлөр мотор таянычыsını izole bir parça катары туруктууleyip жүктөөk yerine бардык боги системанынi temsil edэң жогорку өзүнчөntılı bir акыркы элемент модели түзгөн. Булак изилдөөнүн Şekil 2'sinde ташыгыч, узунунан kirişler, traжанаrsler, дөңгөлөк аспапları жана birincil асма бирге görülmektedir.

Bonded тийүү модельi bтармакlı бетler арасында тайгалануу же өзүнчөlачыткы izin жанаrmemektedir. Демек изилдөө чыныгы болт тийүүındaki боштук, сүрүлүү, ön жүк же байланыш gevşemesini түздөн-түз çözmek yerine байланыш bölgeleri арасында tam кинематикалык uyumluluk varsайmaktadır.

Hangi жүк durumları тест edildi?

Yapısal баалооde булак изилдөөnın EN 13749:2021'e dайandırdığı yedi жүк сценарийи колдонулган.

Баштапкы G18NiMoCr3 ташыгычsında максимум колдонуу коэффициенти hiçbir жүк durumunda 0,5'i aşmamıştır. Изилдөөчүлөр bunu özgün дизайнda маанилүү bir структуралык rezerv bulunduğunun көрсөткүчsi катары мааниlendirmiştir.

Topoloji оптималдаштырууunda максат функциясы neydi?

Optimizasyonun негизги amacı бардык жүк durumları үчүн салмакlandırılmış структуралык uyumluluğu (weighted compliance) en aza indirmektir. Compliance, түзүмnın жүк астында depoladığı toplam деформация энергиясыyle ilişkilidir; төмөн compliance daha жогорку global rijitliği temsil eder.

Булакта пробlem жалпы катары:

\[ \min_{\rho} f(\rho) = \int_{\Omega} \sigma_{ij}(\rho) \varepsilon_{ij}(\rho)\,d\Omega \]

максат функциясыyla аныкталган.

Масса/hacim чектөөı:

\[ \frac{V(\rho)}{V_0}\leq\alpha \]

жана элемент yoğunluğu:

\[ 0<\rho_{\min}\leq\rho(x)\leq1 \]

koşullarıyla чекlandırılmıştır.

Optimizasyon пробlemindeki масса катышы:

\[ \text{Mass fraction}<0,5 \]

катары аныкталган.

Üretim чектөөлөрı кантип оптималдаштырууa катууldı?

İki өндүрүш параметрsi айрыкча изилденген:

• Tek çıkarma багыты (single draw): Malzemenin куюу же иштетүү açжылуулукndan белгилүү bir yönde çıkarılabilmesini sтармакlайan геометриялык чектөө.
• Minimum касиет boyutu: Optimizatörün üretмененmeyecek kadar ince kaburga, duvar же küçük өзүнчөntılar oluşturmasını тоскоолдукleyen alt геометриялык чек.

Nihai оптималдаштыруу айarında минимум өзгөчөлүк өлчөмү 10 mm катары seçilmiştir.

Uyarlanabilir чыңалуу katsайжылуулук k эмне?

Изилдөөнүн маанилүү методологиялык katkılarından biri, izin маалыматlen чыңалууyi гана материал таблицасууndaki туруктуу чекla жанаrmek yerine mevcut parçanın чыныгы колдонуу seviyesine bтармакlamasıdır.

Gerilme чектөөı:

\[ \sigma_{eq}(\rho) \leq k\,\sigma_{\mathrm{permissible\_init}} \]

түрүндө аныкталган.

Katsайı:

\[ k= \begin{cases} \dfrac{\sigma_{c,\mathrm{orig}}} {\sigma_{\mathrm{permissible\_init}}} \times1,2, & \text{eğer sonuç }\leq0,85 \\[8pt] 0,85, & \text{eğer sonuç }>0,85 \end{cases} \]

катары hesaplanmaktadır.

Böylece оптималдаштыруу алгоритмsı özgün parçanın mevcut колдонуу деңгээлinden başlamakta, buna %20'lik bir өсүш колдонмоkta fakat izin маалыматlen чыңалууnin %85'inden daha жогорку bir оптималдаштыруу чекına izin жанаrmemektedir.

Bu mekanizma убакытка көз каранды динамикалык чыңалуу çözümünden ар түрдүүdır. Булак изилдөөнүн натыйжа bölümü титирөө жана модалдык жүрүм-турумın келечектеги изилдөөлөрda кошумча оптималдаштыруу чектөөı катары ekleneceğini билдирет.

Duyarlılık талдоосуnde кайсы beş оптималдаштыруу түзүмldı?

Malzeme seçimi topolojiyi ne kadar değiştirdi?

Opt.1–Opt.3 салыштырууsında ошол эле Z багыты жана 25 mm минимум өзгөчөлүк өлчөмү kullanıldığında üç материалnin oluşturduğu жалпы topoloji birbirine oldukça жакынdır.

Булак Şekil 4'te болот, dökme demir жана алюминий çözümlerinde ana жүк tашууa yollarının benzer kaldığı, ар түрдүүlıkların çoğunlukla alt bölgelerdeki küçük боштукlar же жергиликтүү материал dтармакılımları biçiminde ortайa çıktığı görülmektedir.

Ошондуктан изилдөөчүлөр incelenen жүк seviyelerinde материал tпродуктün чийки топология düzeni үстүндөгү таасириni төмөн bulmuştur. Бирок bu натыйжа, материал тандооnin акыркы бекемдик тастыктооsı açжылуулукndan öнымдуулукsiz болгону anlamına gelmez; алюминийun son баалооde U = 1,18'e ulaşması bunun ачык örneğidir.

Çıkarma багыты эмне үчүн маанилүү?

Opt.4'te çıkarma багыты Z огуnden X огуne değiştirilmiştir. Bunun sonucunda belirgin biçimde asimetrik жана ачык “C” kesitini andıran bir topoloji oluşmuştur.

Изилдөөчүлөр ачык kesitin буралуу açжылуулукndan kapalı kesit kadar uygun olmadığını жана elde edмененn масса değiшимinin de маанилүү bir avantaj sтармакlamadığını belirterek bu konfigürasyonu иштеп чыгууye devam etmemiştir.

Minimum касиет boyutu эмне үчүн en etkili параметрlerden biri oldu?

Opt.5'te минимум өзгөчөлүк өлчөмү 25 mm'den 10 mm'ye değiştirilmiştir. Daha küçük касиет чекı, optimizatörün материалyi daha hassas biçimde кайра dтармакıtabilmesini жана önceki оптималдаштырууlara göre %12'dэң көп daha төмөн массаye ulaşmasını sтармакlamıştır.

Булакта 25 mm'den 10 mm'ye өтүү “%100'dэң көп азаюу” катары ifade edilmektedir. Verмененn sайılar арасындаki matematiksel азаюу %60 болгонуndan bu ifade булак içi сандык bir баяндооm uyuşmazlığıdır. Verianla bu ifadeyi bilimsel табылга катары tekrar etmemektedir.

Şekil 5 масса evrimi ne көрсөтөт?

Şekil 5'te горизонталдуу ок оптималдаштыруу итерацияlarını, dikey ок normalize edilmiş массаyi gösterir. Opt.1–Opt.4 çözümleri birbirine жакын eğilimlerle мененrlerken 10 mm минимум касиет kullanılan Opt.5 daha төмөн масса seviyesine ulaşmaktadır.

Aynı сүрөтde \(k\) чыңалуу чектөөсүnın uygulanıp uygulanmaması da Opt.5'in масса evrimini belirgin biçimde değiştirmektedir. Bu граф, daha төмөн массаnin гана материал тандооnin sonucu olmadığını; геометриялык өндүрүш чекları жана izin маалыматlen чыңалуу колдонулушуnın оптималдаштыруу alanını түздөн-түз değiştirdiğini көрсөтөт.

Ham topoloji эмне үчүн түздөн-түз üretмененmiyor?

Topoloji оптималдаштырууunun сандык çıktжылуулук düzensiz бетler, küçük боштукlar жана өндүрүш açжылуулукndan чыныгыçi olачыткыn ince өзүнчөntılar içerebilir. Изилдөөчүлөр bu эмне үчүнle Opt.5 кийинкиnda yeni мотор таянычыni түздөн-түз kullanmamış, геометрияyi кайра tasarlamıştır.

Булак Şekil 6, ham optimize edilmiş материал dтармакılımından өндүрүлө ала турган акыркы CAD модельine өтүүi баскычlı катары көрсөтөт. Tasarımcı:

• keskin жана düzensiz бетleri yumuşatmış,
• üretмененmeyecek küçük боштукları kaldırmış,
• ince bölgeleri кубатlendirmiş,
• боги жана мотор туташуу интерфейстериni korumuş,
• gereken bölgelerde башкарууlü miktarda материалyi tekrar eklemiştir.

Ошондуктан оптималдаштыруу баскычsındaki “mass fraction < 0,5” чектөөı менен акыркы parçadaki болжол менен %16'dan фазаla net масса азаюуsı ошол эле büжүктөлгөнk эмес. Birincisi оптималдаштыруу дизайн аймагыndaki чийки топология sürecinin чектөөıdır; ikinci маани болсо өндүрүлө ала турган геометрия кайра oluşturulduktan sonraki акыркы bмененşen sonucudur.

Изилдөөнүн методу жана натыйжалары

Nihai геометрия tekrar кантип doğrulandı?

Yeniden oluşturulan мотор таянычы булак Şekil 7'de görüldüğü gibi tekrar жогорку өзүнчөntılı толук боги FE модельine yerleştirilmiştir. Böylece топологиялык оптималдаштырууnun ham sonucu değil, өндүрүлө ала турган biçime айланууtürülmüş son CAD модельi ошол эле структуралык жүк koşullarında кайра бааланган.

Bu кайра талдоо айрыкча маанилүүdir; анткени геометрия düzeltme sırasında optimizatörün oluşturduğu ideal материал yolları değişebilir жана eklenen материал массаyi artırabilir.

Nihai чыңалуу салыштырууsı

En критикалык durumlar SL1 жана SL2'dir. GJS-1050-6 үчүн максимум колдонуу коэффициенти 0,59'da kalırken Al-Cu4MnMg үчүн 1,18'e çıkmaktadır.

Neden 367 MPa алюминий үчүн kötü, 413 MPa dökme demir үчүн kabul edмененbilir?

Tek başına эсептелген чыңалууnin daha төмөн olması материалnin daha коопсуз болгону anlamına gelmez. Мааниlendirmede чыңалууnin ilgili материалnin izin маалыматlen seviyesine катышы маанилүүdir.

Al-Cu4MnMg konfigürasyonunda 367 MPa чыңалуу daha төмөн görünmesine rтармакmen колдонуу коэффициенти:

\[ U=1,18 \]

olmaktadır. Изилдөөчүлөр bu мааниin kabul edмененbilir чекın üzerinde болгонуnu жана алюминий çözümün теориялык катары uygun olmadığını ачыкça билдирет.

GJS-1050-6 çözümünde эсептелген чыңалуу 413 MPa olmasına rтармакmen колдонуу коэффициенти 0,59'dur. Ошондуктан изилдөөnın акыркы материал тандоо dökme demir багытыnde сүрөтlenmektedir.

Gerilme nerede yoğunlaşıyor?

Булак Şekil 8, özgün болот мотор таянычыndeki von Mболсоs чыңалуусу dтармакılımını көрсөтөт. Şekil 9 болсо optimize edilmiş алюминий жана GJS-1050-6 дизайнlarını karşılaştırıyor.

Her iki optimize edilmiş түзүмda da en критикалык bölge мотор таянычыni боги алкакsine bтармакlайan пластинаnın tabanıdır. Yeniden дизайн sırasında жүк yolu değişmiş olsa da байланыш bölgesi ana чыңалуу yoğunlaşma noktası olачыткы devam etmektedir.

Булак түзүмlmaması эмне үчүн tөсүшılıyor?

Изилдөөчүлөр мотор таянычы дизайнında булак байланышsının bulunmamasının структуралык аткарым açжылуулукndan avantaj sтармакlайabмененceğini билдирет. Булакlı bölgelerde жергиликтүү материал бекемдикı азаюуsı жана чыңалуу yoğunlaşmaları oluşabмененceği gerekçesiyle куюу же talaşlı өндүрүшe uygun бардыкlчек геометрия tercih edilmektedir.

Бирок изилдөө булакlı жана булакsız ошол эле parçайı эксперименттик же сандык катары түздөн-түз салыштырууmıştır. Демек bu bölüm изилдөөчүлөрın инженердик баалоосуdir; изилдөөnın көз карандысыз салыштырууlı табылгасуу эмес.

Nihai масса sonucu эмне?

Изилдөөнүн натыйжа bölümüne göre өндүрүлө ала турган акыркы мотор таянычы %16'nın üzerinde массаны азайтуу sтармакlamıştır.

Булак Şekil 10'da özgün болот дизайнın normalize edilmiş массаsi 1 катары gösterilirken GJS-1050-6 акыркы çözümü болжол менен 0,83 деңгээлinde gösterilmektedir. Алюминий çözümü болжол менен 0,32 normalize edilmiş массаyle çok daha hafiftir; бирок ошол эле графte колдонуу коэффициентиnın 1,18 olması эмне үчүнiyle структуралык катары kabul edмененbilir эмес.

Bu натыйжа, en hafif материалnin otomatik катары en iyi инженердик çözümü olmadığını ачык biçimde көрсөтөт.

Şekil 10'un негизги mesajı эмне?

Şekil 10 iki ар түрдүү bilgiyi tek баалооde birleştirmektedir. Sol tarafta yedi жүк сценарийи boyunca материалдарin чыңалуу аткарымları karşılaştırılmakta, sтармак tarafta болсо normalize edilmiş масса, максимум чыңалуу жана колдонуу коэффициенти бирге gösterilmektedir.

Özgün болот çözüm масса açжылуулукndan en тармакır fakat чыңалуу rezervi жогорку; алюминий çözüm en hafif fakat критикалык жүк астында izin маалыматlen чекı aşan; GJS-1050-6 çözüm болсо массаны азайтуу менен чыңалуу коопсузği арасында dтоскоолдукi bir ara çözüm oluşturmaktadır.

Изилдөө колдогон натыйжалар

• Tam боги акыркы элемент модели үчүнde топологиялык оптималдаштыруу uygulanarak мотор таянычы үчүн өндүрүлө ала турган bir жеңил дизайн oluşturulabilmektedir.
• İncelenen механикалык koşullarda чийки топология şekli, üç материал арасында büжүк ölçüde benzer kalmaktadır.
• Minimum касиет boyutu жана çıkarma багыты gibi өндүрүш чектөөлөрү optimize edilmiş topoloji üzerinde материал tпродуктden daha belirgin etki oluşturabilmektedir.
• Баштапкы дизайнındaki чыңалуу колдонулушуndan türetмененn \(k\) katsайжылуулук, топологиялык оптималдаштырууnun izin маалыматlen чыңалуу seviyesini башкаруу etmek үчүн kullanılabilmektedir.
• 10 mm минимум касиет boyutlu Opt.5 konfigürasyonu, incelenen diğer topoloji çözümlerinden daha төмөн массаye жеткен.
• Üretмененbilir biçimde кайра oluşturulan GJS-1050-6 мотор таянычы критикалык жүк durumlarında U = 0,59 колдонуу коэффициентиyla kabul edмененbilir чыңалуу seviyelerini korumuştur.
• Nihai өндүрүлө ала турган konfigürasyonda %16'nın üzerinde массаны азайтуу баяндалган.
• Al-Cu4MnMg дизайнı büжүк масса avantajına rтармакmen критикалык SL1 жана SL2 durumlarında U = 1,18'e ulaşarak kabul edмененbilir чекı aşmıştır.

Изилдөөnın desteklemediği же henüz тест etmediği натыйжалар

• Optimize edilmiş мотор таянычыnin чыныгы bir поезд üzerinde талаа аткарымы gösterilmemiştir.
• Fiziksel прототип жүк тестi берилген эмес.
• Uzun döнымдуулук чарчоо өмүрү эксперименттик катары ырасталган эмес.
• Булак, куюу же işlenmiş чыныгы parçaların өндүрүш толеранстарыnın натыйжаларa etkisi өлчөнгөн эмес.
• Cıvatalı байланыштарdaki сүрүлүү, ön жүк, боштук же gevşeme davranışı өзүнчөntılı тийүү модельiyle ырасталган эмес.
• Modal жыштыкlar жана титирөө davranışı mevcut оптималдаштыруу чектөөлөрına dahil edilmemiştir.
• %16'dan фазаla массаны азайтууnın поезд деңгээлinde белгилүү bir энергия керектөө yüzdesi sтармакlайacтармакı hesaplanmamıştır.
• Изилдөө алюминий çözümün коопсуз болгонуnu көрсөтпөйт; aksine критикалык жүкlerde mevcut biçimiyle uygun olmadığını билдирет.
• EN 13749:2021 жүк durumlarının kullanılması topoloji оптималдаштыруу методуnin standardın үчүнde ачыкça диагнозmlandığı anlamına gelmemektedir.

Келечектеги иш кайсы yönde?

Изилдөөчүлөр методу statik структуралык жүк чектөөлөрının ötesine genишканаyi planlamaktadır. Özellikle optimize edilmiş геометрияnin tüm боги системаi үчүнdeki титирөө жана модалдык жүрүм-турумını hesaba katacak динамикалык аткарым чектөөлөрının gelecek оптималдаштырууlara eklenmesi сунуш кылынат.

Булак жана метод эскертүүсү

Толук оригиналдуу изилдөө аталышы: Lightweight Design and Topology Optimization of a Railwай Motor Support Under Manufacturing and Adaptiжана Stress Constraints

Авторлор: Alessio Cascino; Enrico Meli; Andrea Rindi.

Авторлордун тартиби: Булак изилдөөдөгү sıra айnen сакталган.

Eş katkı/eş birinci автор: Булакта eş birinci авторlık же eş katkı билдирмеi жок.

Жооптуу автор: Alessio Cascino.

Мекеме: Department of Industrial Engineering, Uniжанаrsity of Florence, 50139 Florence, Italy.

Журнал: Vehicles.

Басма: MDPI, Basel, Switzerland.

Bibliyoграф жазуу: Vehicles 2026, 8, 3.

DOI: 10.3390/жанаhicles8010003

Жөнөтүлгөн күнү: 28 Kasım 2025.

Ревизия күнү: 24 Aralık 2025.

Кабыл алынган күнү: 30 Aralık 2025.

Жарыяланган күнү: 1 Ocak 2026.

Булак түрү жана рецензияланганk: Hakemli изилдөө макалаsi. Ana bilimsel тастыктоо жогорку өзүнчөntılı чектүү элемент анализи, сезгичтик анализи жана градиент негиздүү топологиялык оптималдаштырууna dайanmaktadır.

Расмий жарыя шилтемеси:https://www.mdpi.com/2624-8921/8/1/3

DOI шилтемеси:https://doi.org/10.3390/жанаhicles8010003

Лицензия: Creatiжана Commons Attribution 4.0 International (CC BY 4.0). Изилдөө ачык жеткиликтүүlidir.

Каржылоо: Изилдөө MOST—Sustainable Mobility National Research Center kapsamında European Union Next-GenerationEU жана İtalya PNRR Mission 4 Component 2, Inжанаstment 1.4 programı üzerinden CN00000023 numaralı proje алкакsinde desteklenmiştir.

Маалымат жеткиликтүүлүгү: Изилдөөчүлөр özgün katkıların макала içerisinde bulunduğunu жана ek soruların sorumlu авторa yöneltмененbмененceğini билдирет.

Кызыкчылыктар кагылышы: Авторлор кызыкчылыктар кагылышы bulunmadığını beyan etmektedir.

Авторлордун салымдары: Kavramsallaştırma, метод, yazılım, тастыктоо, текшерүү жана gкыскачаim A.C.; текшерүү, gкыскачаim жана proje башкарууi E.M. жана A.R. tarafından ишке ашырылган.

Standart жана тастыктоо kapsamı: Yapısal жүк koşulları EN 13749:2021 алкакsiyle uyumlu катары колдонулган. Изилдөөnın kendisi топологиялык оптималдаштырууnun ilgili standardın ачык bir дизайн prosedürü болгонуnu алдыга sürmemekte; aksine оптималдаштыруу tabanlı ыкмаларin mevcut standartlarda түздөн-түз диагнозmlanmadığını билдирет.

Сынооsel тастыктоо чекı: Изилдөө физикалык прототип, чарчоо тажрыйбаi же чыныгы боги сыноо стенди sonucu сунбайт. Nihai геометрия жогорку өзүнчөntılı толук боги акыркы элемент моделиne кайра yerleştirмененrek сандык катары текшерилген.

Булак ичиндегиndeki маанилүү техникалык жана editoryal noktalar

• Булак Bölüm 3.4'te минимум өзгөчөлүк өлчөмүnun 25 mm'den 10 mm'ye indirilmesini “%100'dэң көп азаюу” катары диагнозmlamaktadır. Verмененn маанилер арасындаki чыныгы matematiksel азаюу %60'tır. Булактаki ifade sessizce bilimsel натыйжа катары aktarılmamıştır.
• Tablo 3'ün SL2 kurp өтүүi ачыкlamasında жүк dтармакılımının “LC1”den ар түрдүү болгону yazılmaktadır. Aynı таблицаda жүк durumları SL1–SL7 катары adlandırıldığından “LC1” ifadesi terminolojik/этикалыкetleme uyumсууzluğudur.
• Özet bölümünde “dynamic stress constraint function” ifadesi колдонулат. Ошентсе да kullanılan \(k\) чекı, özgün parçanın statik структуралык чыңалуу колдонулушуna göre değişen uyarlanabilir izin маалыматlen чыңалуу eşiğidir. Изилдөөnın натыйжа bölümü титирөө жана modal динамикалык чектөөлөрın gelecek изилдөөдө ekleneceğini ачыкça билдирет.
• Özet, üç материалde tutarlı чыңалуу dтармакılımları жана масса kazanımları raporlamaktadır; бирок акыркы баалооde Al-Cu4MnMg konfigürasyonu SL1 жана SL2 үчүн U = 1,18 болгонуndan изилдөөчүлөр tarafından kabul edмененmez катары диагнозmlanmaktadır. Ошондуктан “üç материалnin üçü de структуралык катары başarılıdır” sonucu булак tarafından desteklenmemektedir.
• Topoloji оптималдаштырууunda mass fraction < 0,5 чектөөı kullanılmış olmasına karşın акыркы өндүрүлө ала турган дизайнın net массаны азайтуу %16'nın üzerindedir. Изилдөөчүлөр чийки топологияnin өндүрүлө ала турган CAD biçimine айланууtürülürken бет düzeltme, боштук kapatma жана башкарууlü материал ekleme соодаleri uygulandığını ачыкlamaktadır.

Илимий мазмун эскертүүсү: Bu Verianla макалаsindeki материал айрыкчаri, FE модель өзүнчөntıları, оптималдаштыруу теңдемеleri, жүк сценарийları, чыңалууler, колдонуу katsайıları, сезгичтик натыйжалары жана чектөөлөр incelenen булак изилдөөya dайanmaktadır. Dış булак гана bibliyoграф жарыялануу идентификациясы жана derginin жарыялануу durumunun тастыкталышы amacıyla колдонулган.

Verianla Liжана notu: Процесс bмененşeni булак изилдөөnın Bölüm 2–3'teki оптималдаштыруу zincirinden; колдонуу коэффициенти салыштырууsı болсо Tablo 5'ten түзүлгөн. Булакта bulunачыткыn ara чыңалуу, масса же оптималдаштыруу sonucu üretilmemiştir. Görünür .vliжана-data таблицаları илимий source-of-truth катары korunmaktadır.