基于HyperWorks的注吹机上模板的拓扑优化设计

根据传统的设计方法,初步确定模板的尺寸,再基于软件HyperWorks对模板进行有限元分析并采用拓扑优化方法设计模板结构。建立了模板的有限元模型并对其进行静力学分析。对模板进行拓扑优化设计并根据拓扑优化分析结果、模板的设计和制造工艺要求,获得了拓扑优化后的模板结构。拓扑优化方法为模板的创新性设计提供新的途径,能有效地解决工程设计中的实际问题。     

基于ANSYS Workbench的DVG850工作台拓扑优化

以DVG850高速立式加工中心工作台为例,利用SolidWorks软件强大的三维实体设计功能,精确地实现了工作台的三维建模,通过专有程序接口将模型导入到ANSYS Workbench软件中。利用ANSYS Workbench有限元分析软件的静力学分析功能,对工作台进行静力学分析,并根据计算结果校核了工作台的静刚度。应用ANSYS Workbench中的拓扑优化模块对工作台结构进行改进。改进后的工作台保持了原结构的静刚度,但质量却比原方案减少23.2kg。     

3-RPC型柔顺并联机构结构设计

针对目前并联机构精度低,无法满足高精度要求的现状,提出对传统并联机构进行优化设计。首先,以传统并联机构构型3-RPC为基础建立微分运动矢量映射关系Jacobian矩阵。建立空间3-RPC柔顺并联机构的拓扑优化SIMP模型并运用OC算法求解,将实体模型导入有限元软件中进行拓扑优化设计。其次,在Ossmouth中对优化好的构型进行过滤及光顺处理并导出进行二次建模。最后,运用曲线拟合方法对拓扑后的构型轮廓进行拟合修正,采用Solid Works软件建立其拟合修正后的模型,进而通过Hyper Works有限元软件对机构进行静力学分析。仿真结果表明:与同构型的传统并联机构相比,拓扑优化后的空间柔顺并联机构具有相同的微动特性,因而验证了空间并联机构的拓扑优化设计方法的有效性。     

带锯机架整体的筋板结构设计与优化

为减小木工带锯机床整体振动,提高加工精度,降低整体质量,对筋板结构建立系统振动数学模型,根据运动微分方程对筋板结构单元进行动态性能和载荷分析,得出最适合该机床的筋板结构类型,并采用三维建模软件对机床机架进行参数化建模。根据实际工况,采用ANSYS对机架整体进行有限元静力学分析。基于静力学仿真结果,采用拓扑优化方法对机架进行轻量化设计,并对机架尺寸提出修改和优化方案。研究结果表明,井字形筋板结构和T字形筋板结构为该机架的最优筋板结构单元,且满足刚度和强度要求;通过轻量化设计使机床整体质量下降16.9%,实现轻量化目标。     

3-RPC型柔顺并联机构结构设计

针对目前并联机构精度低,无法满足高精度要求的现状,提出对传统并联机构进行优化设计。首先,以传统并联机构构型3-RPC为基础建立微分运动矢量映射关系Jacobian矩阵。建立空间3-RPC柔顺并联机构的拓扑优化SIMP模型并运用OC算法求解,将实体模型导入有限元软件中进行拓扑优化设计。其次,在Ossmouth中对优化好的构型进行过滤及光顺处理并导出进行二次建模。最后,运用曲线拟合方法对拓扑后的构型轮廓进行拟合修正,采用Solid Works软件建立其拟合修正后的模型,进而通过Hyper Works有限元软件对机构进行静力学分析。仿真结果表明:与同构型的传统并联机构相比,拓扑优化后的空间柔顺并联机构具有相同的微动特性,因而验证了空间并联机构的拓扑优化设计方法的有效性。     

基于ANSYS的泵车臂架结构的优化设计与试验

采用有限元方法并且结合试验验证,对泵车臂架结构进行静力学分析。首次采用拓扑优化的方法,对臂架结构进行了优化设计,得到了优化后的新型臂架结构,实现了减重,同时增加了结构的强度与刚度。     

面向轻量化的重型卡车板簧压板优化设计

根据企业对板簧压板进行更换原材料QT500-10为ZG650-830的要求,为降低成本,需对其进行轻量化设计。采用Ansys Workbench建立了板簧压板的参数化有限元模型,以其内腔相关参数为设计变量,通过实验设计生成设计参数样本空间,经有限元求解得到样本点的响应面,同时通过对设计变量的灵敏度分析,确定结构参数优化方向。采用乘除法给出多目标优化的数学模型,利用Workbench进行尺寸优化设计,得到板簧压板的一次轻量化模型;然后对一次轻量化模型进一步进行拓扑优化,得到其最终轻量化模型。研究表明,轻量化后的板簧压板满足强度与刚度要求,结构安全性能提高,与原结构相比减重比达26.78%。     

基于拓扑优化方法的牵引车车架优化设计

建立了牵引车车架的有限元模型并进行了多工况静力学分析,基于OptiStruct软件,对多工况拓扑优化常见问题提出了工程实用的解决方法,实现了牵引车车架结构优化设计.通过优化前后计算结果的对比分析,说明基于变密度法的拓扑优化技术能有效进行牵引车车架优化设计,避免结构设计的盲目性,优化结果为同类产品结构设计提供了参考.     

基于计算机软件的摄影机器人底盘结构优化设计

应用SolidWorks三维机械设计软件中的静力学算例、设计算例和拓扑算例对摄影机器人的底盘结构进行优化设计。对原有的摄影机器人底盘结构进行三维建模和静力学应力分析,确认厚度尺寸偏大,导致底盘质量偏大。应用设计算例对摄影机器人底盘的厚度进行寻优,根据寻优结果重新设计底盘模型。对重新设计的摄影机器人底盘模型进行拓扑计算,得到材料分布结果,并根据材料分布对底盘结构进行优化。通过结构优化,有效减小了摄影机器人底盘的质量。     

沙滩清洁车举升机构性能研究

目前国内外的沙滩清洁车垃圾举升机构多采用自卸式,并使用连杆机构便可以实现举升作业,连杆机构具有多种运动形式,它可以实现往复摆动、连续转动与往复移动之间的相互转换。为了实现举升机构轻量化,对通过模态分析的沙滩清洁车举升臂进行结构优化设计。首先,利用CREO实现了沙滩清洁车的举升机构三维实体建模;然后将其导入到Workbench建立有限元模型进行模态分析;最后运用Optistruct对举升臂进行静力学结构分析。基于以上模态和静力学的分析结果对举升臂做进一步的拓扑优化。优化结果表明改进后的举升臂在保证刚强度的前提下质量由17kg减为13.77kg,减轻了19%,达到轻量化目标。     

板式换热器板片失效分析

利用扫描电镜观察、化学成分分析、金相检验和残余应力测试等方法,从断口形貌、材料成分、微观组织等角度系统分析了出现大量裂纹的板式换热器板片样品.结果表明:换热器板片腐蚀孔与裂纹均源于冷却水侧,其失效的主要原因是密封槽存在较高的残余应力、板片长期处在含有较多氯离子和硫离子的循环介质中发生了应力腐蚀破裂所致.     

光学干版和制版软片的应用

本文从应用工艺研究出发,阐述了光学干版和制版软片的概念、照相制版原理,性能以及制版工艺。展示了光学干版和制版软片在光学仪器制造业中应用的广阔前景。     

斜板沉降器的理论板长的研究

建立了单相层流流动的理论模型,并结合最小截断直径的方法推导出最小理论板长的计算方法,并根据该方法对分散相液滴在斜板间连续相中的运动轨迹以及形成稳定层膜厚度的最小理论板长进行了数值模拟。通过与实验结果比较验证了该理论模型的正确性。     

中厚板轧制板坯弯曲的有限元模拟分析

建立了中厚板轧制的二维有限元模型,分析了压下率、轧辊转速比、板坯初始温度、板坯厚度方向的温度差以及电机的加速制度等对板坯弯曲的影响。这些分析结果对控制板坯弯曲提供了一定的理论依据。     

管板隔板加工专用铣床的设计、制造与验证

介绍大直径双壳程、双管程及多管程换热器隔板槽加工中的难点及解决这一难点的思路和方法。介绍管板隔板槽加工专用铣床的结构特点、工作原理、操作要点及使用效果。     

一种扳料弯曲夹具

金属板料的冷冲压是利用冲压模具在压力机上使板料分离或变形,从而得到我们所要求的形状、尺寸和性能机器零件的一种加工方法.通常弯曲工艺在冲床上用弯曲模进行弯曲,但在单件或生产批量不大时,模具的设计制造费用较大,或者在工厂没有现成设备的情况下,钳工利用夹具进行弯曲,不失为一种简单可行的方法.本文就笔者为解决MSD-818手动平面磨床砂轮罩制造过程中的弯曲问题,所设计的一种简单的弯曲夹具介绍一下.     

单盘编织机改制双盘编织机方案

对于编制两层橡胶软管,单盘编织机生产效率低,生产周期长,如果直接更换双盘机,需要大量资金投入,从而增加了企业的经济负担,经生产实践和设计分析,将两台单盘编织机经过传动系统改造,保证传动系统的可靠,重新组合成一台双盘编织机,实践证明该方案可行.     

带自弹缓冲片压缩机网状阀研究及应用

提出一种新型结构带自弹缓冲片压缩机网状阀，这种气阀缓冲片中心无弹性臂，自身设计成为一弹性体，因而缓冲片工作过程应力小，自身刚性系数大，缓冲片弹簧力大，气阔的可靠性较高。运用有限元法计算自弹缓冲片刚性系数、工作过程应力及等效运动质量，并建立相应的气阀工作过程数学模型。带自弹缓冲片压缩机网状阀应用于一系列大、中型压缩机气阀设计或改造，效果良好。