基于元结构的加工中心立柱动态优化设计

以加工中心立柱为研究对象,根据快速设计及框架结构优选的设计思想,利用结构动态设计原理及有限元分析技术对立柱进行动态设计分析与结构优化.首先根据立柱结构的分析提取典型的元结构单元,然后对元结构进行拓扑优化设计,提出若干改进方案,并对改进方案进行模态对比分析.最后以立柱固有频率为优化目标,以优选的元结构为依据,对立柱进行重构设计,提高了立柱的动态特性.在机床的初步设计中,为其部件的优化设计提供了一定的参考价值,缩短了设计周期,提高了设计效率.     

ANSYS优化设计若干问题探讨

应用ANSYS软件进行优化设计过程中,从几何建模、网格剖分到选择设计变量、状态变量、目标函数和优化算法,都可能会出现问题甚至导致循环中断。分析讨论了一些共性问题并研究了解决办法,为顺利实现优化循环,应尽量使循环分析文件中的所有操作均作参数化处理;相对于结构参数优化,拓扑优化结果对载荷情况和网格密度等更为敏感;为节省优化循环用时,除了考虑计算性能外,还可考虑对模型进行模型简化、子结构处理、放松目标函数允差、使用适当数量的设计变量、尽量避免指定材料密度并选用合适的优化算法等。     

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.     

龙门加工中心立柱性能分析与拓扑优化设计

立柱作为龙门加工中心的重要支撑部件,其结构性能直接影响整个龙门加工中心的精度,可靠性和稳定性等性能指标.在对立柱进行静力,模态和能量分析的基础上,建立了基于ANSYS分析软件的立柱结构有限元模型和拓扑优化方法,找出立柱存在的薄弱环节并对立柱筋板结构实施了优化设计.最后,从经济性、动静态特性等方面对优化方案作了分析讨论,结果表明,该方法有效的提高了立柱薄弱区域的刚度及共振频率,从而改善了其加工精度及其稳定性.     

基于ANSYS的多连杆机构性能优化

多连杆机构是拉延类机械压力机采用的主传动机构,通过参数优化能够实现拉延过程中滑块速度低而平稳、快速回程的功能,提高拉延件的质量和工作效率.针对压力机传动结构中最常用的八连杆机构,应用ANSYS/AP-DL开发多连杆机构参数化建模分析和优化程序,程序分为前处理、求解、后处理、优化计算四部分.在前处理模块输入机构参数,建立...     

基于APDL的磁流变阻尼器磁路结构的优化设计

磁路结构设计的优劣决定了磁流变(MR)阻尼器的性能品质。应用ANSYS的参数化编程语言(APDL)对MR阻尼器的磁路结构进行参数化建模。通过设置磁路结构各尺寸为设计变量、以模型中最大磁感应强度值为约束条件、以阻尼通道间的最大磁感应强度值为目标函数,进行优化分析。分析结果表明:优化后的磁路结构在阻尼通道处的磁感应强度提高了0.32倍,且分布更加均匀;优化后磁路结构的体积减小了7%,使磁路结构更加紧凑。说明APDL优化分析是一种设计磁路结构的切实高效的方法。     

基于ANSYS的机床主轴结构优化设计

运用APDL建立机床主轴的参数化有限元模型,应用ANSYS优化设计功能,以主轴的重量为优化目标,对主轴的支承跨距、外径、悬伸长度和传动件安装位置进行了优化计算,并对优化结果进行了分析.结果表明:主轴结构优化后,在保证机床各种性能的前提下,主轴重量得到有效的减小.     

VMC-1000型立式加工中心立柱结构分析与动态设计

以立式加工中心立柱结构作为研究对象,提出了三种不同结构,并运用有限元思想,利用ANSYS软件对其进行了结构分析和板筋试验研究,得到现有立柱的静动态特性。给出内部板筋的最佳结构形式,为今后机床板筋设计提供必要的理论依据。     

基于ANSYS的磨齿机立柱的静动态研究

建立磨齿机样机立柱的三维有限元模型,通过有限元软件对立柱进行静力和动态分析,得到样机立柱静动态特性.设计了几种筋板结构,比较不同筋板型式立柱的静动态性能,根据分析结果选择较理想的立柱结构,为磨齿机的进一步改进设计提供依据.     

闭式机架的立柱结构分析

从受力,变形及刚度等方面分析了闭式机架两种不同的立柱结构,从而论证了在闭式机架中采用拉杆－套筒式立柱的优越性。     

ANSYS下数控车床床身拓扑优化设计

为获得较好的设计方案,将有限元和结构拓扑优化方法应用于数控机床设计.以减重为优化目标,利用ANSYS对数控车床床身进行了拓扑优化,并利用Pro/Mechanica对优化结果进行了动静态分析.结果表明改进后的床身结构在保持原结构的静强度和动态特性的同时比原设计方案的用料减少了12.019kg.     

基于ANSYS的压力容器壁厚优化设计

通过运用功能强大的CAE软件--ANSYS对压力容器的壁厚进行优化设计,提高了产品设计刚度,满足工程中的技术指标并实现了结构轻量化的目标.结果表明ANSYS软件通过将有限元法与优化技术有机地结合起来,方便了设计人员进行分析设计.     

基于ANSYS参数化设计语言APDL的产品结构优化设计

论述了基于有限元分析软件ANSYS平台下,运用命令流及APDL参数化设计语言编程求解和分析问题时所涉及的带有共性的问题,如参数化建模、设置材料属性、划分网格、引入边界条件和物性系数、后处理计算结果等;详细分析了采用ANSYS APDL的批处理方法进行产品结构优化的步骤,并通过产品零件模型的优化设计实例,获得了对具体研究问题的模拟结果,通过优化前后的对比分析,从给定的条件与得出的结果中找到了合适的优化数据,实现了在产品结构尺寸方面的优化,避免了大量的重复有限元建模和前后处理操作,显著提高了产品的设计效率.     

基于ANSYS的气动平衡器气缸筒壁厚优化设计

针对气动平衡器气缸筒壁厚优化设计问题,提出了基于ANSYS的气缸筒壁厚优化设计方法,实现了在满足给定刚度和强度条件下质量最小的优化设计目标,并用现场实验和真实数据对有限元仿真结果进行了验证。该优化方法提高了气动平衡器气缸筒壁厚设计计算效率,降低了加工成本,对探索新的气缸筒壁厚优化设计方法提供参考。     

有限元分析软件ANSYS在电磁换向阀优化设计中的应用

采用有限元分析软件ANSYS,对电磁换向阀进行优化设计和计算,得出了相关尺寸的优化参数并与其它优化方法进行了比较.结果表明:利用ANSYS优化的计算过程简单易行,优化精度高,结果比较可信.     

基于ANSYS的拆楼机结构设计及优化

建立拆楼机械臂的模型,确定机械臂的危险工况,并针对此工况进行静力学分析。根据分析结果,以轻量化为目标对机械臂进行拓扑优化;基于拓扑优化结果,结合实际制造工艺,对机械臂结构进行优化。优化结果表明:机械臂的质量减少了31.9%;与此同时,机械臂的强度刚度均满足要求,为拆楼机的研发提供了参考。     

高速立式加工中心主轴箱敏感度分析及优化

基于有限元分析方法利用拓扑优化和敏感度分析对主轴箱进行了快速设计及优化。首先,对箱体毛坯进行宏观结构的拓扑优化,结合工艺将结构中所有不需要的材料去除,从而达到结构的合理布局,实现快速设计。其次,对初步建立的主轴箱结构进行敏感度分析,加快有效设计变量的建立。最大程度的提高了箱体的刚度,缩短了产品的设计周期,降低了产品的设计和生产成本。     

基于ANSYS的电主轴结构优化

建立了某铣削用电主轴轴承-转子系统的参数化有限元模型,应用有限元分析软件ANSYS的优化设计功能,以提高电主轴的刚度为优化目标,对主轴的支承跨距和电机转子安装位置进行了优化计算,并对优化前后的主轴系统进行了模态分析,对比了其一阶自振频率的改变情况.结果表明:主轴结构优化后,其刚度和一阶自振频率均有一定程度的提高.