當前,絕大多數(shù)的電扶梯企業(yè)都會有自己的研發(fā)部,研發(fā)過程會用到CAD軟件,常用的有Solidworks, Solidedge,Pro-E,UG等。目前國內(nèi)的電扶梯設(shè)計法規(guī)或規(guī)范如GB/T 7588-1995,規(guī)定了電梯及其安全裝置的部分重要設(shè)計指標,所以電梯企業(yè)工程師常常借助CAD軟件中自帶的CAE模塊,對結(jié)構(gòu)強度進行校核,但存在以下幾個問題:
(1)在理論計算方法中,不能對整體結(jié)構(gòu)進行受力計算,只能對單個零部件進行理論計算,
且對部件進行了簡化和假設(shè),但是這些都是基于靜態(tài)受力,得到的計算結(jié)果不夠準確,更不能模擬動態(tài)受力情況;
(2)在強度試驗中,其結(jié)果的準確性雖然較高,但應(yīng)力試驗需要花費較多的時間、人力和費用,造成開發(fā)周期較長而且費用較高等問題;
(3)CAE行業(yè)技術(shù)門檻很高,無論從硬件投入還是專業(yè)人才的招募,建立CAE專業(yè)團隊的話需要很高的投入,而受益往往需要長時間的積累才能顯現(xiàn)。中小電梯企業(yè),尤其是年產(chǎn)在2000-3000臺的這類企業(yè),在當前產(chǎn)能過剩情況下很難承受這種設(shè)備和人員的高昂成本,極不劃算也不合理。
解決的辦法應(yīng)該是有的。事實上,當前的產(chǎn)能過剩情況不光發(fā)生在電梯行業(yè),其他行業(yè)也會有,比如說汽車行業(yè),而原本那些為汽車行業(yè)做CAE專業(yè)分析的團隊有著高超的動態(tài)模擬分析技術(shù)能力。相比之下,電扶梯技術(shù)遠沒有汽車技術(shù)復(fù)雜,如果讓這些專業(yè)的CAE團隊做電梯方面的輔助工程設(shè)計可謂小菜一碟。現(xiàn)在我們用一個自動扶梯的桁架動態(tài)受力分析作為例子,向大家展示專業(yè)CAE分析的能力。下圖是自動扶梯端部與樓板接觸面的受力分析,它的分析是基于自動扶梯每個梯級都站滿了人,而且是在行駛過程中的受力情況,紅色部位代表著應(yīng)力集中點,需要作產(chǎn)品抗疲勞設(shè)計改進或者熱處理來緩解并改善應(yīng)力集中。
同樣這些動態(tài)載荷可以對所有關(guān)聯(lián)部件進行有限元分析,因為桁架之間的連接板會發(fā)生拉伸扭曲,這種物理變形力同樣會影響到固定螺栓上,每一個固定螺栓的受力情況會被一一計算出來,而鏈輪的受力分析也會自動計算出來,
分析得出的動態(tài)應(yīng)力數(shù)據(jù)表,最終會成為電扶梯企業(yè)設(shè)計研發(fā)團隊中改進產(chǎn)品的依據(jù)。這就是曾經(jīng)為這些汽車企業(yè)服務(wù)的專業(yè)CAE團隊的水準。如果我們的中小電梯企業(yè)能夠合理利用好這些資源就可以獲得如下優(yōu)勢:
通過計算機模擬分析,確保產(chǎn)品設(shè)計的合理性,減少設(shè)計成本,縮短設(shè)計和分析的循環(huán)周期;
模擬各種試驗方案,減少試驗時間和經(jīng)費;
通過CAE可對產(chǎn)品進行優(yōu)化設(shè)計,找出產(chǎn)品設(shè)計最佳方案,增加產(chǎn)品競爭力。
我相信,通過這樣的跨界技術(shù)融合交流乃至合作,同時憑借中小企業(yè)政策靈活,流程精簡的優(yōu)勢,一定會提升他們的生存力和產(chǎn)品競爭力。