基于有限元的大型摩擦焊机主轴箱优化设计

针对摩擦焊机的加工精度的问题,以预焙阳极专用摩擦焊机主轴箱作为研究对象,应用有限元仿真软件ANSYSWorkbench对箱体进行静态与模态分析,得到箱体最大应力、应变及(1-4)阶固有频率和各阶模态阵型,对得到的结果进行分析得到主轴箱具有较好的动态性能。选择箱体总质量与最大变形量为优化目标,筋板厚度等4个关键尺寸为设计变量,使最大变形量减少了61.22%,并减轻了主轴箱的质量和最大应力。根据灵敏度分析提出了优化方案,为大型摩擦焊机主轴箱结构改进或优化设计提供前提依据。     

热轧带钢轧后冷却倾翻支架结构分析及优化设计

为实现热轧带钢轧后冷却倾翻支架的轻量化设计,在对目前国内采用的主要设计结构进行结构受力分析的基础上开展了拓扑优化设计。首先利用UG建立倾翻支架的三维结构模型,然后采用ANSYS进行不同受力载荷工况下主要结构件的应力分布和位移变形情况模拟分析。结果表明,主动杆最大应力均集中在中间区域靠近中间轴的角点上,最大变形量发生在靠近液压缸的边缘处;立柱的最大应力发生在立柱底板上螺栓孔附近,最大变形量发生在施加力的作用面附近区域。最后针对主动杆和立柱进行了结构优化和验证分析,在确保优化前后应力值和变形量基本一致的情况下,主要结构的重量比优化前减轻了13%左右。     

基于拓扑优化的搅拌车减速器箱体轻量化研究

为提升搅拌车用减速器箱体结构性能，降低箱体的重量减少加工成本，提出基于拓扑优化的搅拌车减速器箱体轻量化方法。以10m³搅拌车PMB-7YR型减速器为优化对象，通过ANSYS Workbench对箱体进行有限元分析，基于分析结果采用变密度法对箱体结构进行拓扑优化，通过优化后云图进行结构设计完成轻量化设计。搭建搅拌车减速器试验平台，实现实际工况试车实验；并对优化前、后减速器箱体进行有限元比对分析，分析结果表明：优化后减速器整体质量减少15.4%，箱体最大变形量降低17.3%，整体的综合性能提升显著，对减速器的进一步研究和开发具有重要意义。     

基于ANSYS技术的齿轮箱模态分析及优化

针对齿轮箱工作特性,利用ANSYS软件对齿轮箱做模态分析并以此为基础,分析齿轮箱模态振型对箱体性能的影响,通过改变箱体壁厚来优化箱体结构。结果表明优化后齿轮箱性能稳定,最大变形量减小,振动降低,最大等效应力下降,有利于应力的合理均匀分布,符合减振降噪的目的。     

基于ANSYS Workbench的吊座尺寸多目标优化设计

对某吊座在AWE中进行关键尺寸参数化建模,使用ANSYS Workbench的Design Exploration模块进行参数灵敏度分析。以此为基础进行多目标优化,使最大等效应力、最大变形量、重量最小化。最后验算圆整的参数,在保证刚度的前提下,与原设计相比重量下降11.7%,最大等效应力下降4.7%。     

基于响应面法的动力电池包箱体轻量化优化设计

为了满足电动汽车电池包箱体高强度、轻量化的设计要求,提出了一种基于数值优化与有限元仿真相结合的动力电池包箱体轻量化设计方法。以电池包箱体各部件的厚度为设计变量,箱体质量最小化为优化目标,三种典型路面工况下箱体的最大等效应力、最大变形量和箱体结构的第2阶约束模态频率为约束条件,建立了箱体轻量化优化数学模型。利用Box-Behnken试验设计获得了5个设计变量3个水平的数值模拟试验组合,采用多元回归分析和帕累托方差分析拟合得到了多项式响应面近似模型,并引入到轻量化优化数学模型中进行了迭代优化,结果表明:优化方案的电池包箱体质量比原方案减少了7.4%,典型路面工况下最大等效应力降低了18.6%、最大变形量减小了22.5%,箱体结构的第2阶约束模态频率提高了14.8%。     

风电机舱组装胎具有限元分析及优化

针对风电机舱组装胎具的结构特点,利用有限元软件对其进行参数化建模并进行静力分析、模态分析,在此基础上研究胎具结构的应力分布和振动情况,找到结构中的薄弱环节,通过合理布置胎具结构内支撑梁的位置对其进行结构优化。仿真结果表明,优化后的胎具应力分布均匀,最大变形量减小,重量减轻。     

基于拓扑优化与多目标优化的机床底座结构设计

为了在底座初期设计时尽可能减轻其质量、降低静应力变形、提高其固有频率,首先基于变密度法,建立以底座质量为优化目标函数,静应力变形和固有频率为约束的拓扑优化数学模型,实现1次优化;然后基于响应曲面法,建立以底座质量、静应力最大变形量和1阶固有频率为目标函数与约束条件的多目标优化模型,实现2次优化。分析两次优化的有限元结果:相比于1次优化,2次优化后的底座质量减轻2.5%,静应力变形量降低16.2%,1阶固有频率提高6.0%。     

电动轿车电池箱体轻量化研究

提出一种形貌优化的电动轿车电池箱体轻量化设计方法。运用CAE有限元分析软件完成了电池箱体下板的单元离散、结构分析和形貌优化整个过程。以最大节点位移和最大单元应力为约束条件,分别以自定义多目标优化方程和单元总应变能为目标函数,完成了电池箱体下板形貌优化,获得了相应的加强筋布局方案,得出电池箱体优化后的结构形式。经分析计算,改进后的电池箱体下板结构力学特性更趋合理,重量减小61.39%,实现了轻量化设计的目的。     

电动汽车减速器箱体结构优化设计

针对某型新开发的电动汽车减速器箱体进进行了优化设计分析。首先,在对减速器各轴承、轴等零件的受力分析的基础上,确定了箱体的载荷分布,进而进行了有限元应力应变分析。根据有限元分析结果,对箱体局部区域以箱体材料体积为目标函数、在刚度和强度为约束条件的情况下进行了结构拓扑优化。根据优化结果,综合考虑箱体的实际工作情况和相应功能要求,修改箱体结构,得到减重后的箱体模型。结果证实,优化后的箱体结构刚度基本不变,而强度有所增加,重量减轻了大约6%。     

稳健优化的表述、不确定分析与求解策略

首先通过对优化问题的表述,说明稳健优化与传统确定性优化的区别。稳健优化需进行不确定性分析,为此对目标的均值和方差同时进行优化。然后分析和比较了蒙特卡罗法、基于敏感度法、解析法、基于代理模型法等不确定性分析方法的特点,其中着重介绍了基于代理模型的不确定性分析方法。最后讨论了2类求解稳健优化问题的策略：加权法和多目标遗传算法。     

门座起重机四连杆组合臂架变幅系统优化方法

优化设计是由最优化理论和计算机技术与工程技术相结合而逐渐形成的一种现代设计方法和技术,在解决复杂的工程设计问题时,应用优化设计方法可以较快地实现设计方案的优化,提高设计效率和设计质量。文中论述的几种方法切实可行,他系统地研究了四连杆组合臂架变幅系统优化设计中的几种方法,提出了解决问题的途径;对于四连杆组合臂架变幅系统的初始点提出了优化设计初始点改进的方法,效果理想。     

基于ANSYS的轨道车辆车轮与轨道接触分析及优化设计

针对特殊车辆中的轨道车辆车轮与轨道相互接触的问题,结合赫兹接触计算理论,改进计算因子。建立三维模型,并且对模型进行有限元分析,得到位移及应力云图。建立数学优化模型,对于结果进行优化。结合实例加以说明。     

基于整型编码遗传算法的连续体结构的拓扑优化

采用整型编码的遗传算法对结构进行拓扑优化，并引入浮点型向量的交叉和变异方式，提高个体间的遗传操作效率：最后通过对悬臂薄板结构的拓扑优化分析，验证了所提出方法的有效性，并讨论了基于整型编码的遗传算法不同交叉方式对结构拓扑的影响。     

基于有限元法的焊管钢板下料尺寸优化设计

过去由于生产的HFW焊管厚度与外径的比值(厚径比)较小,往往不考虑钢板厚度对焊管冷弯成形的影响,原料钢板的表面宽度尺寸被设计为上下相等。这种设计方法得到的原料钢板在生产厚径比较大的HFW焊管时可能造成焊接困难。为此,结合有限元分析法,提出了一个HFW焊管原料钢板尺寸的优化设计方法,并用该方法对某钢厂HFW焊管生产线的原料钢板进行了尺寸优化设计,检验了该方法的有效性,同时还研究了焊管厚径比与原料钢板最佳尺寸之间的关系。     

摆套密封及其优化

本文对一种新型密封技术摆套密封作了参数优化，为该结构的设计提出了一套有效的理论分析方法和进行结构参数的优化方法。     

双速多用绞车传动系统优化算法研究及实现

分析研究了双速多用绞车传动系统，建立了优化模型，并提出了一套切实可行的优化算法。对于同类齿轮传动CAD有着借鉴意义。     

某桥式起重机主梁结构轻量化设计

研究了某桥式起重机主梁的轻量化设计,首先介绍了有限元分析过程,其次对该桥式起重机进行了结构优化设计,最后针对目前较先进的控制方式和小车的轻量化减轻了主梁载荷的情况,对新载荷下的桥式起重机进行了结构优化设计.根据有限元计算结果,通过结构优化使该起重机主梁的自重减少了8.5％,在新载荷下结构优化使其减少了10.6％,表明小车自重以及控制方式的改进对主梁的轻量化设计有很大的影响.     

基于MATLAB的在工程事故分析中的优化设计

主要使用MATLAB工具箱分析在工程事故中制造公差对工程质量的影响，分析发生工程事故的根本原因，根据分析结果采取相应措施以减少事故的发生。     

基于粒子群算法的车间布局优化应用研究

研究了某机加车间零件生产工艺路线,以典型加工工艺为主要参考,构建车间设备最优布局数学模型。应用基于分工合作的粒子群优化算法,在粒子群搜索的不同阶段给予粒子不同的惯性权值,对模型进行计算求解,提高算法的搜索及收敛效率。通过车间典型加工工艺与设备实例模型,验证了基于粒子群优化算法对车间设备布局优化求解的可行性及有效性。