基于多目标驱动优化的平面磨床床身结构设计

基于多目标驱动优化理论,解决某型号数控磨床床身筋板厚度的最优取值问题。通过使用Pro/E三维软件建立该磨床床身三维模型,并结合ANSYS Workbench软件多目标驱动优化程序对筋板厚度进行自动优化设计。在设计中,综合考虑了床身的质量、等效应力以及一阶共振频率,将以上因素作为设计优化筋板厚度的重要参照。通过ANSYS Workbench软件自动优化,得到了满足设计要求下的最优筋板厚度。该方法提高了设计效率,降低了设计成本。     

五轴立加床身静动态特性分析与筋板拓扑优化

为减轻某五轴立加床身的质量并保证其静动态性能不降低,对其筋板进行改进。首先,对床身的静动态特性进行分析,发现床身的薄弱部位;其次,在此基础上,分别以刚度提高和固有频率提高为优化目标对床身进行拓扑优化;最后,考虑床身结构改变后铸造的难易程度,根据静动态分析结果以及两次拓扑优化材料去除区域重合部分对床身筋板进行改进。结果表明:改进筋板后,床身的铸造难度没有增加,最大变形量减小了14.9%,质量减轻了4.4%,前4阶固有频率也有不同程度的提高,为床身筋板结构的改进提供了一种思路。     

基于有限元法的镗孔专用机床床身分析

机床床身是机床的核心部件,对提高机床本身机加工精度有着非常重大的意义与影响力。以泵车水箱加工的镗孔专用机床为研究对象,利用Solidworks软件进行床身及相关零件的三维造型,再把实体模型导入ANSYS Workbench中进行静力学和动力学分析。通过不同筋板形式床身的比较,确定合适的筋板布局形式,进而对选定筋板形式的床身结构进行优化分析,最终确定床身的结构。     

立式加工中心床身结构有限元分析与优化

应用Pro/engineer软件建立三维模型,通过对加工中心GSVM6540B主要支承部件床身的不同筋板布置方式进行Ansys有限元分析,比较不同筋板布置方案对床身静、动态特性的影响,提出结构优化方案。     

基于有限元法的锻压机床床身结构优化设计

为了提高锻压机床床身的综合力学性能,首先设计了3种不同筋板布置方式的机床床身,在CAD/CAE集成模拟设计平台下对它们进行有限元分析,根据分析结果优选出最佳的床身设计方案.然后对优选出的床身采用CAD/CAE优化设计技术,以床身的筋板厚度和壁厚作为设计变量,以床身的质量作为主要优化目标、一阶固有频率和最大变形作为次要优化目标进行多目标优化设计,求解得到床身的最优结构尺寸,使床身质量下降6.12%,同时静刚度和抗振性也符合设计要求.最后通过静态和模态试验验证了优化设计方案的有效性.     

基于ANSYS的磨齿机立柱结构优化

磨齿机立柱动静刚度直接影响机床的加工质量.针对现有立柱动静刚度薄弱的问题,分析立柱壁厚、筋板厚度和高度、后窗口尺寸及双层筋板对立柱结构特征频率的灵敏度,找出对该类型立柱结构动态特性影响较大的设计参数.通过优化敏感设计参数,重新构建立柱模型.仿真结果表明:与原立柱相比,优化后立柱结构的动静刚度特性得到显著改善.     

焊接结构机床件的残余应力测试研究

焊接机床床身凭借其设计制造过程周期短、效率高、绿色环保、柔性高、价格成本低等显著优势,具有很好的应用前景,将成为床身的发展趋势,近年来以钢板焊接结构代替铸铁件的趋势不断扩大。研究测试了国内外不同焊接结构机床件的残余应力,结果表明,所测床身的焊缝数量比较多,其最大残余应力为274. 4 MPa;滑鞍的结构尺寸较长(620 mm×2 700 mm×252 mm),属于矮长件,焊缝较长、筋板较多,其最大残余应力为300. 6 MPa;立柱的焊缝和筋板均相对较少、结构尺寸差异小,其最大残余应力为154. 9 MPa;所测国外某滑鞍的最大残余应力为129. 8 MPa,该滑鞍具有优良的结构设计、焊缝较少较短;优化结构设计、筋板布局和焊接工艺,采用合理的结构尺寸,减少和缩短焊缝是降低焊接结构机床件初始应力、获得高精度机床产品的基础。     

LF炉炉盖升降立柱有限元分析

某钢厂LF炉升降立柱的底部局部钢板发生开裂。为此,通过ANSYS Workbench Static Structural模块对LF炉炉盖升降立柱的应力状态进行了模拟分析。分析可知,立柱底部开裂部位应力集中现象显著。提出了LF炉升降立柱结构优化方案:将原有的两道筋板增加为四道筋板,在筋板和立柱滚轮滑动面的连接部位增加工艺圆角。优化后的立柱底部应力集中明显降低实践证明该方案在实际生产中应用效果良好。     

基于灵敏度分析的机床立柱结构动态优化设计

以固有频率的提高作为衡量结构动态性能的指标,采用灵敏度分析方法对立柱筋板布局和厚度参数进行了优化设计。利用得到的立柱优化方案建立新的整机模型,并进行重新分析以验证立柱的动态优化设计对整机性能的提高。     

立式加工中心立柱多目标优化设计

在PROE和ANSYS Workbench的平台上建立VL855加工中心立柱结构的参数化模型,进行Static Structural和Modal分析;通过灵敏度分析选定立柱的壁厚、导轨面凸台厚度、筋板厚度、螺栓槽间距为优化的设计变量,立柱的质量、最大变形、第一阶段振型作为目标变量,进行多目标优化。结果表明:优化后,立柱质量减少5.2%,立柱在同样载荷情况下变形量与优化前变形量相近,其低阶模态有所提高,满足工作状态动态要求。     

20MN大型框架式液压机机身有限元分析及优化设计

针对20 MN大型数控框架式液压机机身CAD分析及优化,应用三维软件Solidworks建立了20 MN大型数控框架式液压机机身的三维模型,采用有限元分析模拟软件ANSYS建立了有限元计算模型,并进行静态刚强度分析.计算分析了机身的应力及应变,在此基础上构建了主体结构的优化计算模型,将机身进行了优化设计,并与初始设计进...     

无缸压机的研制开发

本文针对人造金刚石六面顶压机的发展趋势，阐述了无缸压机发展的优势，并针对无缸650压机（20MN）的产品开发设计做了设计说明。在主机系统中，通过对铰链梁的有限元的分析，通过不断改变关键部件的尺寸，优化了其零件应力和应变情况，同时活塞结构采用了空心铸造结构，导向套采用了镶体结构；在液压系统中采用了高压泵代替传统增压器；在电控系统中，采用了主流的IPC控制方式，优化了人机交流界面和加强了辅助管理手段；在辅助系统中，更多的采用了更多的人性化设计，提高了设备操作性；全文系统整理出一套完整的六面顶压机设计规范。该压机已经通过一年的生产验证，各项指标优良，实践证明该压机开发是成功的。     

锻造机驱动液压缸同步控制仿真

锻造液压机在工作过程中需要有良好的刚性,因此一般采用两个液压缸进行同步驱动。为保证锻造液压机在工作过程中两个驱动液压缸具有精确的同步性,采用BP神经网络PID自适应控制方式对锻造液压机驱动液压缸进行同步控制。使用AMESim与MATLAB搭建锻造液压机仿真模型,针对两个驱动液压缸所受负载恒定、负载连续变化以及负载阶跃变化工况时,对两个驱动液压缸的同步性能进行分析。仿真结果表明：在锻造液压机两个驱动液压缸各种受力情况下,该系统均能较好地实现两个驱动液压缸的同步控制,并且位移误差最大仅0.6 mm,满足锻造液压机的工作需求。该系统具有较高的同步控制精度以及较好的鲁棒性。     

基于有限元技术的折弯机滑块分析与改进设计

滑块是数控板料折弯机的重要组成部分,对加工工件的精度有着重要影响。本文采用ANSYS有限元分析软件建立了折弯机整体有限元模型,对折弯机滑块进行了静力学分析,研究了滑块的应力分布与变形情况,研究发现液压缸活塞杆与滑块安装的方形开口周围应力过大。为提高该处结构强度,提出几种改进设计方案,通过有限元计算结果的比较,最终确定最合理的设计方案。     

800MN巨型模锻液压机同步平衡缸的设计及其优化

800MN巨型模锻液压机是关系国家安全、经济发展的战略性设备,也是航空制造业的基础性设备。同步控制系统是巨型模锻液压机上必备的关键装置,其同步控制性能的好坏将直接决定产品的质量,而同步平衡缸则是同步控制系统中的关键部件。通过建立力学模型,设计了同步平衡缸。并借助MARC软件对其进行有限元分析,对结构薄弱之处进行了优化,有效的减小了活塞的挠曲程度,降低了活塞承受的弯曲应力,同时连接轴与活塞等效应力大幅下降。为同类产品的设计提供了参考。     

飞机液压助力器动态性能仿真分析

分析液压助力器的工作原理,建立其数学模型,在Simulink环境下进行仿真,利用Matlab绘出仿真结果图形,研究结构参数及油压的变化对液压助力器动态性能的影响,为液压助力器的设计提供参考。     

巨型模锻水压机主工作缸的可靠性分析

300MN模锻水压机是我国国防和基础建设的关键设备,其中的主工作缸是水压机的重要部件之一,其工作性能的好坏将直接决定水压机能否正常进行工作.借助于故障树方法分析了主工作缸的失效模式,建立了主工作缸的可靠性框图.利用大型有限元软件(MARC)分析了主工作缸的应力,并根据应力-强度干涉模型估计了主工作缸结构的可靠度.分析结果表明,本工作缸可靠度为1,且具有较大余度,同时,其可靠度与液压系统有很大的关系.这为主工作缸的设计提供了参考依据.     

基于ADAMS自卸车液压举升缸铰接点位置优化分析

自卸车液压举升机构由本车发动机提供动力实现车厢卸下和回位,以此实现货物的快速高效运输。以某自卸车举升系统为研究对象,对该车液压举升缸铰接点位置为优化设计对象,建立系统的虚拟样机模型,对液压举升机构的运动学和动力学特性进行分析,并对举升机构液压缸的铰接点位置进行优化设计。利用ADAMS建立自卸车后置直顶式液压举升系统的仿真模型,对后置直顶式液压举升机构进行优化设计,考虑边界约束、不干涉性约束、举升缸最大摆角约束、举升缸安装长度约束和最大缸径约束以及最大举升容量约束等6个约束条件。以举升缸最大长度最小为优化目标,确定了举升缸的参数后,再以举升缸的最大举升力最小为目标对举升机构进行优化分析,得到了液压缸铰接点的最佳位置,使得最大长度减少了14.5%,最大举升力减小了1.47%,为改进设计提供有力的依据。最后进行试验分析,验证了理论分析的准确性。     

液压缓冲器节流杆优化设计

对液压缓冲器节流杆进行优化设计。建立液压缓冲器节流杆优化模型,以节流杆尺寸参数为设计变量,以缓冲过程平均减速度和最大缓冲行程为目标函数,通过线性组合法构架多目标评价函数,采用多岛遗传算法,寻求节流杆尺寸的最优设计。优化结果表明:优化后的节流杆具有更好的缓冲性能。对该型液压缓冲器的改进设计提供了一种可行的方案和参考。