大过载精密离心机负载盘的优化设计

提出了一种先拓扑优化再参数优化的设计方法.针对优化设计对象CTR-200g型精密离心机负载盘,采用模糊归一法建立了拓扑优化的数学模型,借助仿真软件Optistruct进行拓扑优化设计,得到了清晰的拓扑结构,并对概念设计进行了基于灵敏度分析的参数优化设计,得到了负载盘的最佳结构.优化结果表明,负载盘的质量比初始设计方案减轻了198.4 kg,降低了12.9%.     

粘弹性阻尼结构拓扑优化研究进展

粘弹性材料广泛的应用于振动控制工程中,融入轻量化设计元素对粘弹性阻尼结构进行拓扑优化设计已经成为被动阻尼技术研究的一个重要方向。在系统概括均匀化法、变密度法和渐进结构优化法设计思路的前提下,重点梳理了粘弹性阻尼结构拓扑优化设计的研究成果,总结了在数值仿真方面存在的不足,提出关键技术值得改进的方向,旨在拓宽拓扑优化方法在粘弹性阻尼结构优化设计中的应用前景。     

机械臂结构轻量化设计研究

对机械臂结构轻量化的实现方案进行了研究与分析,通过Patran软件所提供的变密度算法来建立机械臂的拓扑优化模型,根据预先划分的设计区域对大臂的拓扑结构进行分析,实施拓扑优化求解,最终输出拓扑优化结果。在此基础上,通过机构臂应力云图和机构臂位移云图对机械臂的拓扑优化结果进行分析。经实验研究发现,拓扑优化前后机构臂的最大应力和最大位移均未发生明显变化,机械臂拓扑结构的改变并未对其物理性能造成影响,而拓扑优化前后大臂质量分别为2.092 kg和1.777 kg,大臂质量减轻15.06%。并且机械臂各关节在运行过程中的速度波动情况也得到了相应的改善,体现出较为显著的优化效果。     

电动轮矿用自卸车转向臂的设计

叙述了电动轮矿用自卸车的工作原理、环境及其转向机构的重要性和设计要求。提出了以拓扑优化的方法对转向机构的重要部件转向臂进行优化设计,并对优化的结构进行了力学分析,验证了优化结果。通过具体研究对象、拓扑优化方法、力学分析方法的相结合,说明现代仿真设计手段的优越性。     

高功率密度齿轮箱优化设计

针对齿轮箱设计的特点,将齿轮箱优化设计分为传动系统优化和结构优化。传动系统优化是采用以经验数据为基础传统优化或以动力学分析为基础的动力学优化方法获得最优的传动系统参数。结构优化采用三维结构优化设计和拓扑优化方法进行齿轮箱的最优结构。结构优化时,先采用三维结构优化完成结构设计,再利用ANSYS拓扑优化对箱体等主要零件进行拓扑优化。     

基于动态频率响应的制动盘结构优化设计

介绍了制动系统的结构组成和作用机理,并分析其载荷工况条件。运用HyperMorph对制动盘有限元模型的工作区域进行形状优化设计,采用优化技术确定其结构尺寸,使制动盘结构具有较高的动态特性。在确保制动盘机械性能的条件下,提高外界激励下的刚度特性,并采用OptiStruct对制动盘机械安装部分进行频率响应的拓扑优化设计。     

巷道支护结构拓扑优化设计研究

针对巷道支护结构拓扑优化设计问题,采用数值模拟方法对该问题进行了研究。首先通过编制程序建立支护结构模型,以支护结构单元材料密度为设计变量,以支护结构柔顺度的最小化为目标函数,支护结构总体积减小的百分比为约束函数,利用OC准则对支护结构进行拓扑优化。最后通过算例,验证了该方法的可行性。     

液压机上梁的非参数化拓扑优化

为实现液压机机架的轻量化设计,研究非参数化拓扑优化方法。在满足装配、制造工装等约束前提下,对上梁零件结构进行拓扑优化,获得最优的载荷传递拓扑结构,以此指导零件结构的优化设计。新设计的零件结构完全满足刚度、强度等设计性能指标要求,实现减重14.86%。所采用的技术方案便于工程实施,为类似产品的优化设计提供借鉴和参考。     

一种全液压坑道钻机底座的优化设计

优化设计就是在不改变结构使用要求的前提下,对结构的参数进行优化,以提高结构性能并节约材料。对一种分体式全液压坑道钻机底座进行优化设计,对初始结构进行有限元分析并对其进行了拓扑优化,最后根据优化结果重新设计筋板结构,通过分析验证了其可靠性。     

结构优化设计理论与方法研究进展

阐述了工程结构优化设计理论从最初的截面优化发展到形状优化、拓扑优化的基本历程及其相关特点,对优化设计选用的各种算法进行归类,简要叙述了它们的应用范围及相应的优缺点.     

拓扑优化在隧道工程中的运用

拓扑优化作为结构优化的高层次优化方法,目前正成为工程界研究的热点,而对于隧道工程的拓扑优化还未见研究成果。建立了隧道洞室的拓扑优化模型,利用高层次拓扑优化理论对隧道洞室进行了拓扑优化分析,提出了预强支护理论,即开挖围岩影响区内进行强支护结合复合衬砌支护的三层支护体系,通过拓扑优化分析确定了预强支护的具体位置。     

拓扑优化方法在中部槽设计中的应用

把基于有限元分析技术的拓扑优化方法引入到中部槽的设计中,阐述并分析了运用有限元分析方法进行挡板槽帮拓扑优化设计的数学模型和关键步骤。对某型号刮板输送机的中部槽的优化结果表明,应用基于有限元法进行拓扑优化设计是一种有效的优化方法,它可以为中部槽的设计提供重要参考。     

DVG850高速立式加工中心主轴箱拓扑优化设计

拓扑优化是在满足结构体积缩减量的条件下使结构的柔度极小化。为了减轻主轴箱的质量,提高DVG850高速立式加工中心主轴箱低阶固有频率和刚度,利用Ansys的拓扑优化模块,以主轴箱前3阶模态固有频率加权(均取1/3)为目标函数、体积为约束条件,对DVG850高速立式加工中心主轴箱进行拓扑优化。根据拓扑优化设计结果,并兼顾主轴箱工作时的受力情况,对主轴箱进行改进设计。     

机械制造工程和自动化技术的发展分析

在机械制造的过程中,要尽最大化进行生产过程的优化等等。机械制造及其自动化,这是现如今较为流行的理念。自动化已经成了机械制造的未来发展趋势。因此,对机械制造过程以及自动化的发展趋势分析是十分有必要的。     

挡板槽帮的结构拓扑优化

由于工况恶劣、受力情况复杂,按传统方法对挡板槽帮进行优化,效果并不理想。把基于有限元分析技术的拓扑优化方法引入到挡板槽帮的设计中,阐述并分析了运用有限元分析方法进行挡板槽帮拓扑优化设计的数学模型和关键步骤。对某型号的挡板槽帮优化结果表明,应用有限元法进行拓扑优化设计是一种有效的优化方法,它可以为挡板槽帮的设计提供重要参考。     

基于ANSYS的采煤机支撑板的拓扑优化设计

针对采煤机支撑板的结构特点,首先根据支撑板的应用空间建立有限元模型,从而对其进行拓扑优化,找到了可以去除材料的范围,然后根据拓扑优化结果对原模型进行修改,最后再对其进行有限元分析,取得了好的优化结果。     

刮板输送机圆环链拓扑与响应面优化研究

为实现刮板输送机圆环链轻量化，同时改善链环间的接触状态，采用ANSYS Workbench对圆环链进行有限元接触分析，并运用拓扑优化结合响应面优化方法对链环结构进行了优化研究。研究结果表明：在圆环链受拉过程中，在链环间的接触部位以及链环直圆柱和圆环间的过渡连接部位存在明显的应力集中现象，等效应力和等效应变的最大值分别为400.04MPa和0.00195。拓扑优化在不损害链环刚度的前提下使链环质量由2.841kg降为2.733kg，减少了3.80%，但未改善其接触状态|在拓扑优化的基础上利用响应面优化对链环进行二次优化，链环自重降为2.743kg，降低了3.45%，同时链环的最大等效应力和最大等效应变也分别降低了6.08%和6.67%，改善了接触状态。     

结构优化设计理论与方法研究进展

阐述了工程结构优化设计理论从最初的截面优化发展到形状优化、拓扑优化的基本历程及其相关特点，对优化设计选用的各种算法进行归类，简要叙述了它们的应用范围及相应的优缺点。