加工中心立柱多目标拓扑优化

利用ANSYS建立某型加工中心立柱的有限元模型,以立柱的极限工况为条件,进行有限元静力分析和模态分析,从而对立柱的动静态特性进行分析;利用功效函数法对各优化目标进行折衷处理,建立静刚度和前两阶固有频率最大化的多目标拓扑优化数学模型,并利用ANSYS对立柱进行多目标拓扑优化分析,依据分析得到的立柱密度云图和立柱设计经验,改进原立柱结构,再将改进后的立柱进行有限元分析验证表明:改进后的立柱质量有所减小,动静态特性也得到显著改善。     

基于响应面法的数控铣床立柱多目标优化

以提高某型数控铣床立柱的动静态特性为目的,在对立柱进行基于有限元法的静力分析和模态分析的基础上。对立柱的主要设计尺寸进行Box-Behnken试验设计,并进行灵敏度分析和建立响应面模型。以立柱的重量、静态最大变形量和第一阶固有频率为优化目标函数,立柱主筋半径、筋板厚度和壁厚为设计变量,对立柱进行多目标优化设计。优化结果表明,采用此方法优化后,立柱的静态最大变形量减小了6.5%,第一阶固有频率提高了14%,重量减小了11.1%,为立柱的优化设计提供了一种新思路。     

基于有限元的加工中心立柱多目标拓扑优化

以提高某型加工中心立柱的动静态特性为目的,在对立柱进行基于有限元法的静力分析和模态分析的基础上,利用折衷规划法和功效函数法对各目标进行处理,建立静刚度最大化和前两阶固有频率最大化的多目标拓扑优化数学模型;运用ANSYS对立柱进行多目标拓扑优化分析,依据分析得到的立柱结构材料最佳分布和立柱的设计经验,改进原立柱结构,再将改进后的立柱进行有限元分析验证。结果表明:改进后的立柱质量有所减小,动静态特性也得到显著改善。     

立式加工中心立柱动静态特性分析与拓扑优化

立柱是立式加工中心的重要支承件,其性能对机床的加工质量、可靠性以及稳定性等指标具有显著的影响。以Solid Works软件建立某立式加工中心立柱的实体模型,应用ANSYS Workbench软件对其在典型工况下进行静力学分析、模态分析与谐响应分析。分析结果与模态分析结果相吻合,1、2阶固有频率较低,容易出现共振,有必要对其结构进行优化。运用折衷规划法和平均频率法建立立柱动静态特性的联合拓扑优化数学模型,利用ANSYS软件对其结构进行多目标拓扑优化设计,从而为提高加工中心动静态性能和减重提供技术途径。     

基于有限元法的数控铣床立柱静、动态特性分析

利用UG建立了数控铣床立柱的实体模型,并运用Abaqus对立柱进行静、动态特性分析。通过静态分析计算了立柱的强度和刚度;利用模态分析法对立柱进行动态分析,获得立柱的前五阶固有频率和振型。立柱的静、动态特性分析,为结构的优化设计提供了可靠的理论依据。     

FWV-6A加工中心大件的有限元分析和模态测试

为获取加工中心五大件准确的动、静态特性,进行有限元计算与模态测试相结合的分析研究,以立柱和主轴箱两大件为例进行说明。首先,通过有限元计算结果与模态测试结果对比分析得出各大件的固有频率和振型,两者的相互吻合验证了有限元模型建立的精确性。然后以该有限元模型为基础进行静态分析,得出各大件的最大应力及变形等数据。以上分析可为加工中心结构尺寸优化和拓扑优化设计指明方向,并提供可靠依据和约束条件。     

MM52160龙门导轨磨床立柱的拓扑优化

对MM52160龙门导轨磨床的立柱部分进行结构拓扑优化.建立立柱三维模型,对其进行静力学分析和模态分析.在原有模型不改变质量的情况下进行简化模型,结果表明：简化模型比原模型的最大静态位移减小了2.42 μm,第一阶固有频率提高了2.85％.对篱化模型进行拓扑优化,查看材料分布.对优化后的结构进行动静态刚度分析,分析结果表明：优化后的结构对比原模型后最大静态位移减小了0.81 μm,第一阶固有频率提高了3.72％,质量减少了15％.通过结构拓扑优化,优化后的结构动静态刚度提高了,质量减少了.     

汽车试验设备中立柱结构的模态分析

立柱是汽车转向器试验设备中常用的部件,其静态与动态性能对设备的精度有非常大的影响。为保证设备的静态特性及试验时的精度,通过Solid Works三维软件建立3种立柱的三维模型,并导入ANSYS Workbench软件获得有限元的分析模型;根据立柱的实际运行工况,对其进行有限元分析,获得静力学分析结果与模态分析结果;并且对3种不同的立柱结构进行对比分析,为确认其使用工况提供了理论依据。     

四轴精密电火花成型机床立柱的优化设计

基于有限元方法(FEM),应用Patran和Nastran对四轴精密电火花成型机床的立柱进行静态分析与模态分析,求出其静态变形、算出其各阶固有频率和振型,为立柱的优化设计提供了详实可靠的理论依据。     

基于ANSYS的立柱动态特性分析与拓扑优化

以提高某型加工中心立柱的动态特性为目的,对立柱进行了有限元模态分析和谐响应分析,依据立柱的前5阶模态振型和固有频率及立柱的位移-频率响应曲线,对立柱的动态特性进行分析。运用ANSYS对立柱进行拓扑优化分析,依据分析得到的立柱结构材料最佳分布和立柱设计经验,改进原立柱结构,再将改进后的立柱进行有限元分析验证。结果表明:立柱前5阶模态固有频率提高,位移-频率响应峰值减小,立柱的动态特性得到显著改善。     

电动自行车主车架结构的优化设计

对某电动自行车钢结构主车架进行计算机优化设计,并选用镁合金材料来减轻质量。利用拓扑优化和尺寸优化技术获得新的车架结构和管件尺寸,并进行静力分析和模态分析。与原钢架相比,优化后的镁合金主车架质量减少60%,固有频率提高。结果表明,新结构的强度和刚度达到设计要求。     

基于高效差分敏度的连续体静动态形状优化

总结归纳了连续体形状优化中的敏度分析方法,提出了近似—差分的敏度求解策略。该策略通过近似重分析对扰动结构进行快速分析,运用差分法进行计算得到结构响应量敏度值,从而克服了差分敏度求解计算量大的缺点,同时在结构小扰动情况下可保证近似结果精度。以可动边界关键点的虚拟位移为设计变量,建立连续体静动态形状优化模型。考察了不同类型约束下的形状优化算例,结果表明,所提方法和模型具有可行性和通用性。     

双面绿篱修剪装置有限元分析与优化设计

建立了该装置的三维几何模型,HyperWorks有限元模型。运用HyperWorks软件对绿篱修剪装置进行多种工况下的有限元静态分析和自由模态下的振动分析,得到位移和应力云图,以及各阶模态下的振幅、频率和振型,验证设计的合理性。根据有限元分析结果,对绿篱修剪装置进行尺寸优化,并对优化后的修剪装置进行验证分析。结果表明:在满足强度、刚度指标且不发生共振的前提下,绿篱修剪装置减重11.6%,实现了轻量化设计。     

巷道式存取机主梁的有限元分析

介绍了专用自动化立体仓库巷道式存取机的结构,利用Ansys有限元分析软件对该巷道式存取机的主梁建立了有限元模型,并对其最危险工况进行了静力分析,校核了其强度与刚度,通过对主梁结构的模态分析,提取了前6阶模态,获取了各阶模态的固有频率和固有振型。分析结果为存取机的进一步优化设计提供了依据。     

DVG850工作台静、动态特性分析及结构改进

以DVG850高速立式加工中心工作台为例,利用ANSYS Workbench软件对工作台进行静力学分析和模态分析,根据分析结果了解了其静、动态特性.应用ANSYS Workbench中的拓扑优化模块对工作台结构进行拓扑优化,根据优化结果对其进行结构改进,改进后的工作台保持了原结构的静态特性,动态特性有所提高,质量却比原结构减少23.2kg.     

宏微直线压电电机微驱动机构设计与分析

为了解决宏微驱动直线压电电机微驱动位移较小、对宏动定位误差的补偿能力不足的问题,提出一种宏微驱动钹型直线压电电机。采用钹型复合压电叠堆为驱动单元替换压电陶瓷片组成的压电叠堆,实现轴向位移的一次放大,通过弹性拨齿的柔性铰链结构将钹型压电叠堆输出的微位移二次放大。该电机可在特定的驱动频率、工作电压和相位差下实现振子振动模态下的超声驱动,也可以通过微位移放大机构实现静态变形的微驱动(蠕动)。建立了该直线压电电机的三维有限元模型,利用有限元软件分别对弹性拨齿、钹型压电叠堆和复合振子进行静力学分析和静态优化设计。有限元仿真表明:基于柔性铰链结构的弹性拨齿经过优化后,最小刚度小于钹型压电叠堆的最小刚度;在相同条件下,优化后钹型压电叠堆沿轴向方向的静态变形量比由压电陶瓷片组成的压电叠堆的静态变形量提高了8.45倍;采用基于柔性铰链结构的弹性拨齿和钹型压电叠堆组成的复合振子的拨齿质点沿水平方向的静态位移量比优化前提高了12.1%,大幅提高了微驱动对宏动定位误差的补偿能力,为压电电机微驱动的结构设计及优化提供依据。     

基于ANSYS的高速动力卡盘有限元分析

利用ANSYS建立了高速动力卡盘有限元分析模型,针对传动系统中楔心套和滑座这2个关键零件,计算分析了其在极限工作载荷作用下的强度和刚度,同时系统分析了主要配合面的摩擦系数和工作参数对卡爪静态夹紧力和关键零件强度的影响。该有限元模型具有较高的精度,对动力卡盘的优化设计和应用以及夹紧力计算具有指导意义。     

基于ANSYS的高速动力卡盘有限元分析

利用ANSYS建立了高速动力卡盘有限元分析模型,针对传动系统中楔心套和滑座这2个关键零件,计算分析了其在极限工作载荷作用下的强度和刚度,同时系统分析了主要配合面的摩擦系数和工作参数对卡爪静态夹紧力和关键零件强度的影响。该有限元模型具有较高的精度,对动力卡盘的优化设计和应用以及夹紧力计算具有指导意义。     

基于ANSYS的搅拌摩擦点焊机器人的有限元分析

对搅拌摩擦点焊机器人建立了三维模型,在对其关键部件模型简化后,通过工程分析软件ANSYS进行了网格划分、模态分析和静力分析,得到了各部件的固有频率、振型及应力、变形分布等情况,分析结果为进一步的优化设计提供了理论依据。