机床大件结构的拓扑优化设计

根据机床结构件的特点,提出了用于机床大件结构拓扑生成的方法,并对结构进行有限元分析和优化设计,从而实现结构的自动设计,为结构件的几何尺寸优化和拓扑优化作了有益的尝试.     

机床大件结构优化设计的一种新算法

本文从机床大件结构优化设计的特点出发,在综合了约束变尺度法、对角化乘子法的基础上,提出了一种新算法,并将这种算法与有限元法相结合,对机床大件进行了有限元优化设计,取得了满意的结果。实践证明,核算法是一种比较有效的机床大件的优化设计方法。     

数控机床结构热性能分析与支撑部件拓扑优化设计

针对数控机床结构受热时,温度应力导致的机床微小变形,介绍使用ANSYS软件进行机床结构热性能分析模拟研究过程,其中包括机床连续区域的模型构建、网格划分、插值函数的构建、参数设置及边界约束的设置等等流程。通过实际机床案例进行机床支撑部位的拓扑优化设计研究,经实践证实,拓扑优化效果明显,整机结果令人满意。     

多功能结构拓扑优化设计

对一种对多功能结构设计封装提出了拓扑优化设计方案,利用渐进结构优化的方法,在Pro／E中建立简化的模型,再导入到Hyper Mesh中指定需要优化的区域,设定为目标函数,进行模态分析。我们的要求是让材料利用率最大化,也就是使结构的材料分布最优化。通过模态的对比看出达到了设计要求。     

机床大件几何优化

机床大件结构几何优化设计是机床结构优化中一个重要研究课题。本文介绍了这方面的研究内容及其数学模型，并分析了几何结构变化规律，提出了将结构截面优化与几何优化相结合的设计策略。优化实例说明其效果是十分显著的。     

基于相对密度机床立柱结构的动力学拓扑优化

构造了基于相对密度法的连续体结构动力学拓扑优化设计数学模型,以结构的相对密度为设计变量,结构基频最大化为目标函数,满足结构工况和相对体积比为约束条件,采用启发式优化准则法进行迭代求解;基于该方法和等效质量块对机床立柱结构进行了动力学拓扑优化设计,再对优化后整机进行了动力学仿真.仿真结果表明,该优化设计模型可大大提高机床整机的动、静态特性,同时也验证了所提出的设计模型及优化准则的合理性和有效性.     

机床结构件优化设计的应用研究

应用“结构系统设计灵敏度分析”理论，把有限元分析和最优化技术有机结合焉应用于机床结构件的优化设计，有效地提高了设计效率。     

多功能结构拓扑优化设计

对一种对多功能结构设计封装提出了拓扑优化设计方案,利用渐进结构优化的方法,在Pro/E中建立简化的模型,再导入到Hyper Mesh中指定需要优化的区域,设定为目标函数,进行模态分析.我们的要求是让材料利用率最大化,也就是使结构的材料分布最优化.通过模态的对比看出达到了设计要求.     

基于有限元分析技术的大客车车门结构拓扑优化设计研究

阐述和分析了运用有限元分析方法进行机械结构拓扑优化设计的基本原理和所涉及的关键问题。对某型大客车车门结构进行了拓扑优化有限元计算分析与研究。结果表明，应用有限元法进行机械承载结构拓扑优化设计一种有效的优化方法，可为机械结构及零部件轻量化设计提供重要的概念化设计参考。     

渐进成形机床床身结构分析与优化设计

以ANSYS13.0 Workbench为平台,用有限元方法对某型号金属板料数控渐进成形机床床身进行了静力和动态性能分析.在分析结果的基础上运用灵敏度分析的方法对机床进行进一步优化,提高了床身的动态特性.文中的优化设计方法可以推广到机床其他结构动态性能优化中.     

结构拓扑优化设计的研究现状及其应用

介绍了结构拓扑设计的发展过程和主要的数学模型;分析了目前存在的拓扑数值稳定性问题和这些问题的常用处理技术;描述了优化准则法、序列线性规划法和移动渐进线法三种常用的优化算法;举例说明了拓扑设计在静态结构、动态特性和柔性机构设计中的应用;根据国内外目前在结构拓扑设计领域的研究现状和笔者的科研经验,总结了拓扑设计今后研究的重点内容和发展方向。     

高精密数控电火花成型机床结构选型与优化设计

分析了电火花成型机床各种结构的运动特点,对电火花成型机床常见结构的内在问题进行深入剖析和比较,提出了高精密电火花成型机床相应结构模型和优化设计方案,并在此基础上完成了G450C龙门式高精密数控电火花成型机床的主机设计。     

精密机床床身结构参数的优化设计

在确定精密机床床身合理结构的基础上，利用ANSYS有限元软件提供的APDL参数化设计语言和优化设计方法，以床身的肋板布置和肋板厚度为设计参数，对床身进行结构设计参数的优化，确定了床身结构的合理参数。不仅大大提高了床身的动态性能，而且节省了材科，降低了生产成本。     

空间相机主支撑结构拓扑优化设计

针对目前空间相机主支撑结构设计中难于同时保证重量轻且刚度高的问题,提出了采用拓扑优化方法对空间相机光学系统主支撑结构进行优化设计的方案,并采用有限元分析法对两种空间相机主支撑结构优化设计的结果进行了检验。对卡塞格林光学系统和TMA光学系统主支撑结构进行拓扑优化后做了比较,卡塞格林光学系统主支撑结构一阶固有频率从41 Hz提高到72 Hz,重量降低了15%;TMA光学系统主支撑结构在一阶固有频率不降低的情况下,重量降低了35% 。结果表明,采用拓扑优化设计方法缩短了设计周期,提高了空间相机主支撑结构的性能,有效降低了支撑结构重量,满足了系统设计要求。     

桥式起重机主梁腹板结构拓扑优化设计

1拓扑优化设计数学模型的建立拓扑优化理论首先是在离散结构的拓扑优化中被提出来的(例如Michell的桁架理论),并且对一些简单的问题得到了很好的解答,但是,对复杂结构的拓扑优化问题,特别是连续体结构拓扑优化问题的解答还不够理想。为了解决这些问题,广大科研人员对原有的理论和方法不断改进。优化方法的选择目前常用的连续体结构的拓扑优化方法有:变厚度法、变密度法及均匀化方法。变厚度法的数学模型简单,但优化对象受到很大的限制。变密度法以连续变量的密度函数形式显示地表达相对密度与材料弹性模量之间的相应关系,这种方法基于各向…     

机床主轴的机械结构模糊优化设计

采用模糊数学的方法对某机床主轴的截面尺寸进行了优化设计，在满足主轴的静态特性、动态特性和尺寸约束的条件下，使得机床主轴质量最小。在优化设计方案中考虑了影响设计的模糊因素和约束的模糊性，建立了非对称模糊优化模型，采用最优水平截集法求解，得出优化设计结论。结果证明所采用的模糊优化设计方法是比较有效的，具有实际应用价值。     

基于知识的机床大件结构智能设计系统研究

将人工智能（ＡＩ）技术和机床大件结构优化设计研究相联系，在研究基础上提出了一个基于知识的机床大件结构设计系统模型。根据介绍的方法，机床大件结构优化设计中拓扑，工艺以及造型等信息不易介入的难点有了新的突破。     

基于竞选算法的机床主轴结构优化设计

竞选算法是一种具有并行能力的启发式优化算法,其搜索机制模拟竞选活动中对支持率的追求动机,将其应用于机床主轴的结构优化设计,并以一个实例分析了设计全过程。首先根据在满足各种约束条件下,使机床主轴刚度最好和材料最省的要求,建立了机床主轴结构优化设计的数学模型,应用竞选算法对问题进行了求解,得到了结构优化设计方案。结果表明,竞选算法在机械优化设计中具有实用性和可行性。