Если, как и в случае с отливкой, вы считаете целесообразным избежать образования вихрей в жидкости и соответствующим образом спроектировать литейную форму, это также может быть одновременной оптимизацией формы выемки для затвердевших компонентов.
Двумя важными инструментами мышления, описанными в [1], являются квадраты выталкивания и треугольники вытягивания. На рис. 1 показано, как их можно перенести в механику жидкости, превратив треугольники поезда в треугольники скорости.
Картинная галерея
Картинная галерея с 6 картинками
Линия отрыва действует почти как корпус подшипника для «вихревого подшипника» под ним над твердым телом. Эта линия отрыва теперь эрозивно отпечатывает тело, вокруг которого она течет, и превращает его в камешки, лишь размывая угол, позже, пока треугольник контура полностью не соприкоснется с телом, вокруг которого он течет. Тогда поток галька готова. Если теперь вопрос состоит в том, как изменится поток вокруг прямоугольного профиля, если бы он был улучшен с помощью железнодорожных треугольников без единой мысли о механике жидкости, рисунок 2 дает ответ.
Оказывается, что форма, вытекающая из соображений прочности и легкости, напоминает форму, которую ручьи изобретают для вашей гальки. Нагрузки на лоб можно рассматривать как давление в точке застоя.
Как ни странно, течение даже находит переходное решение для еще не оптимальных тел (рис. 3). Рисунок 4 предназначен для пояснения того, что галька Баха не является единичным случаем, но что оптимальная форма «текучих» и «твердых» является реальностью в еще неизвестных пределах.
В заключение это означает:
- Растягивающие треугольники из оптимизации формы надреза можно понимать как токи как треугольники скорости вдоль линии отрыва.
- Следует избегать вихрей, например, заливая такие контуры треугольника скорости.
- Если это удастся, и если кто-то излился в направлении потока силы более поздней рабочей нагрузки с сужающимися поперечными сечениями, то после затвердевания компонент с оптимальными выемками, лишенными ленивых клещей, может вознаградить нас.
Эти знания были получены благодаря наблюдению за природой, просмотру различных схем потока из литературы [2] и с помощью приложения для iPad «Wind Tunnel Pro». (Mz)
День благодарения:
Авторы благодарят дипл.-инж. Герберту Молденгауэру (инженерное бюро Rödermark) и г-ну Рене Шюнеманну (Daimler AG) за предложения из практики.
Ссылки:
[1] Mattheck, C. (2010) Инструменты мышления, основанные на природе, 1-е издание, Карлсруэский технологический институт, Карлсруэ
[2] Ван Дайк, М. (1982) Альбом движения жидкости, Параболическая пресса
Единица треугольника и конус силы
Инструменты мышления, разрывы проводов и струйная галька
дизайн
Уменьшение надрезанных напряжений без оптимизации формы
Дизайн продукта
Влияние анизотропии на количество надрезов
расчет
Динамика рогаток
* Профессор, доктор Клаус Мэттек и доктор Клаус Бетге работает в КИТ Карлсруэ, Технологический институт, Институт прикладных материалов, Карлсруэ.