基于响应面法和拓扑优化的四旋翼无人机机架结构优化研究

机架是四旋翼无人机的重要支撑结构，机架结构的强度和刚度直接影响飞行安全，机架结构的轻量化是实现无人机长续航、高效率的关键，机架结构的振动稳定性也是设计的重要考虑因素。基于响应面法和拓扑优化方法，对某型民用无人机机架结构进行了优化设计研究。首先建立数学模型，将优化问题转化为机架结构的质量和强度的双目标优化问题，采用响应面法对机架结构参数进行重新设计，寻找最优参数组合，再通过拓扑优化方法，在保证结构强度的同时，对新机架进行减重设计，最后，经优化设计后的新机架减重56.2%，并且结构材料分布合理，结构位移量小且各阶模态均不会发生共振，满足设计要求。     

大型捣固装煤车捣固机机架的优化及疲劳分析

针对某大型捣固装煤车捣固机设计技术的吸收问题,在提锤和落锤工况下,对某6.25 m大型捣固装煤车的捣固机机架进行了分析,对捣固机机架的尺寸优化与疲劳分析的方法进行了归纳,提出了一种基于多体动力学与有限元法的研究方法。通过建立捣固机的动力学模型,并运用动力学仿真校验模型,得出了轴承座的力-时间曲线;采用有限元方法对捣固机机架进行了尺寸优化与强度分析,得到了机架的尺寸优化结果,并确定了机架在捣固锤提升与落下工况下的最大位移、最大应力;最后采用有限元方法,对尺寸优化后的捣固机机架进行了疲劳分析。研究结果表明:重新正向设计优化后的捣固机机架减重明显,在满足使用要求的前提下能有效提高捣固装煤车的经济性。     

基于ADAMS与ANSYS的升降机层门联动装置优化研究

为了解决某型号升降机层门联动装置机架的共振问题,提升联动装置结构的工艺性,对联动装置的机架进行了优化设计研究。采用ADAMS与ANSYS联合优化的方法,在ADAMS中建立了联动装置的刚柔耦合模型,对其机架进行了动态分析;基于分析结果,在ANSYS Workbench中以重量、最大应力、最大变形量,以及机架第1阶和第4阶固有频率为优化目标,对机架进行了尺寸优化;对优化后的模型再次进行了动态分析,并对优化前后的结果进行了对比分析。研究结果表明:优化后联动装置的机架强度和刚度均满足设计要求,同时机架的质量减少28.3%;优化后机架的前6阶固有频率均有所降低,避开了主要的激励频率,弥补了经验设计的不足。     

基于齿轮齿条传动的爬升机构设计与研究

提出了基于齿轮齿条传动的爬升机构,从系统的实际运动规律以及装置翻转爬升运动情况出发,建立了系统运动数学模型,在保障稳定裕度的前提下确定了初始爬升角,得到最优爬升姿态;采用有限元分析的方法对关键零件进行分析。同时,从提高装置自动化程度方面出发,建立了翻转爬升过程的控制流程图,为控制系统设计奠定了基础。     

应用虚拟样机技术的液压挖掘机仿真分析

利用空间机构学中D-H法和ADAMS软件建立了挖掘机工作装置坐标系及机械仿真模型.通过ADAMS/View中对挖掘机虚拟样机系统的仿真分析,得到了空载挖掘下动臂、铲斗和斗杆之间的速度、加速度关系,并得到液压挖掘机的一些特殊工作尺寸.根据对挖掘阻力的分析,对挖掘机铲斗挖掘时的受力状况进行仿真,得到了各铰接点处的受力情况,为零件的强度分析提供了依据.     

25T客车车体结构轻量化研究

以25T型客车碳钢车体为研究对象,对车体结构进行尺寸优化分析。首先,在给定的静强度计算工况下,通过灵敏度分析,确定了对体积和应力影响较大的车体结构;然后,以应力作为约束,以车体结构重量为优化目标,对部分结构板厚进行优化,并对得到的理论优化板厚进行圆整处理;在尺寸优化结果的基础上,结合25T车体结构受力特点,拟定了三种优化方案,并对三种优化方案进行了强度、刚度和减重效果的对比分析,最终确定了车体的最优化方案。     

采棉机机架体静力分析研究

基于ANSYS Workbench对采棉机机架体进行有限元分析,把机架体上装配零件经过适当简化处理加载到机架板上,得出机架上板和中间板为承受应力较大的零件。经强度校核,机架强度满足正常工作要求。     

基于有限元的拉丝机机架的优化分析

拉丝机是利用金属丝拉拔过程在拉丝模内产生的弹性变形与塑性变形实现金属丝尺寸及物理特性改变的机械设备,其中机架的强度会直接影响拉丝机的生产效率,目前基本都是采用经验来设计与制造。在对拉丝机机架进行深入分析的基础上,结合机架实际受力特点及设计现状,分析拉丝机机架的受力情形后对其进行几何简化,并进行四面体网格划分,采用拓扑优化分析拉丝机机架,根据机架的拓扑优化分析过程、结果及对原模型进行改进,以达到保证强度、优化结构的目的。     

框式热压机机架有限元分析及结构优化设计

针对某型号框式热压机的框形板上横板与侧板拐角处发生断裂这一问题,利用Pro/E软件建立了热压机机架结构参数化模型,运用ANSYS软件时其机架进行有限元分析,找出了原结构设计存在的问题.在机架满足具有足够的强度和刚度的前提下,以机架结构的质量最轻为目标,对热压机的机架进行了结构参数优化设计.优化后的框架结构与原结构相比,使热压机质量减轻了约9%,最大应力降低了约23%,获得了较为理想的结构和尺寸,实现了增加热压机的使用寿命及降低制造成本的目的.     

自动上料装置桁架轻量化设计

针对某自动上料装置的桁架进行了轻量化研究，通过对桁架进行有限元分析，利用多目标优化方法对桁架进行优化设计，在满足桁架强度以及变形的可靠性前提下，对桁架进行尺寸优化，最终将桁架减重22.8%，节约了材料的使用成本，同时达到了轻量化的效果。