基于有限元分析的变速器齿轮优化设计

文中用有限元分析方法,在静态分析的基础上,以各齿轮的体积为目标函数,以齿轮结构尺寸和设计许用应力为约束条件,建立了各齿轮的优化数学模型,采用ANSYS的APDL参数化设计语言将有限元分析与优化设计有机接合起来,编制用于复杂结构的优化设计程序,实现了自动的优化设计过程。     

基于等效静态载荷法的平面四杆机构的结构动态优化设计

介绍并推导了等效静态载荷法(ESLM),并将其应用于结构动态优化设计.通过HyperWorks软件对平面四杆机构进行动力学分析,得到了最大动应力.运用等效静态载荷法(ESLM),把动态载荷转化为等效静态载荷,进而在HyperWoks中实现了平面四杆机构在动应力约束下的的形状优化设计.动态优化设计结果为四杆机构各杆件的形状设计提供了参考,体现出了基于等效静态载荷的形状优化方法在机械结构动态优化设计过程中具有重要的理论意义和实际的应用价值.     

基于静态参数优化与模态动力改进的结构混合优化设计方法

分析了结构静态分析环境下参数优化设计和模态分析环境下动力改进优化设计两种方法的优缺点,综合了两种优化设计方法的优点,提出了基于静态参数优化与模态动力改进相结合的结构混合优化设计方法,在实际结构优化设计中取得了良好的设计效果.     

基于有限元分析的城市地铁屏蔽门结构计算与分析

基于MSC.PATRAN/NASTRAN有限元建模分析平台对城市轨道交通地铁屏蔽门进行了静态分析,通过评价地铁屏蔽门结构的合理性及结构静态强度和刚度,分析得到了静态下的最大应力与最大变形,并且与设计要求进行比较.计算了屏蔽门刚度和强度较小的位置,对屏蔽门设计具有一定的参考作用.在此基础上,以分析结果为依据,提出了屏蔽门进一步改进和优化设计的方案.     

基于ANSYS的冷辗机芯辊有限元分析及优化设计

冷辗机是对轴承内外圈等环形零件进行辗扩加工的机床设备,在其辗压芯辊的设计中,可以用ANSYS通用有限元分析软件对初步设计结果进行参数化建模,静态、模态分析,寻找设计缺陷及优化设计.提高设计质量及效率.阐述了冷辗加工的基本原理,并详细介绍了芯辊在ANSYS下参数化建模,静态、模态分析及优化设计的一般过程.     

基于可靠性的多学科设计优化在薄壁梁轻量化设计中的应用研究

针对对车身安全性有重要影响的薄壁纵梁进行优化设计,提出将薄壁梁的设计过程看作是一个需要考虑安全性、静态承载特性与一阶振动模态等方面的多学科优化过程的分析方法。同时,优化设计过程涉及材料、尺寸、焊点的布置等众多参数,传统的确定性优化设计结果往往都收敛于约束边界,而不能满足产品设计的可靠性要求。将试验设计、响应面模型、可靠性理论与遗传算法相结合,构造了基于产品质量工程的薄壁纵梁的可靠性多学科优化设计方法,与传统的确定性优化结果相比较得知,可靠性优化结果不仅较好地满足了轻量化的设计要求,同时也使得薄壁梁的使用可靠性有较大幅度的提高。     

基于多目标的刨切机床身结构优化设计

以某数控刨切机床身为研究对象,提出一种基于灵敏度分析与结构优化设计相结合,以床身质量、最大静变形和一阶固有频率为优化目标的床身优化设计方法。建立床身有限元模型,对其进行动静态特性分析,通过对床身主要设计参数进行拉丁超立方试验设计,在此基础上,对各设计参数进行灵敏度分析并建立响应面模型,确定影响床身质量和床身动静态特性的关键参数,运用多目标优化算法对床身进行优化求解,根据优化结果,得到最佳优化方案。结果表明:床身质量减少 5.82% ,最大静变形减小 6.71% ,一阶固有频率提高 6.11% ,该优化方法在提高床身动静态特性的基础上,减轻了床身质量,为床身优化设计提供理论参考。     

基于响应面法的数控铣床立柱多目标优化

以提高某型数控铣床立柱的动静态特性为目的,在对立柱进行基于有限元法的静力分析和模态分析的基础上。对立柱的主要设计尺寸进行Box-Behnken试验设计,并进行灵敏度分析和建立响应面模型。以立柱的重量、静态最大变形量和第一阶固有频率为优化目标函数,立柱主筋半径、筋板厚度和壁厚为设计变量,对立柱进行多目标优化设计。优化结果表明,采用此方法优化后,立柱的静态最大变形量减小了6.5%,第一阶固有频率提高了14%,重量减小了11.1%,为立柱的优化设计提供了一种新思路。     

基于多学科性能分析的驱动桥壳多目标优化

在保证整车整体机械性能的前提下对底盘零部件进行优化,是当前汽车工程设计的一个重要挑战。针对汽车驱动桥壳的多学科多目标优化设计问题,提出了一种系统的设计方法。采用有限元数值模拟和试验验证相结合方法系统研究其动态模态频率及振型,静态刚、强度及垂直弯曲疲劳寿命多学科性能,在此基础上,以其结构参数为设计变量,以最大静应力和疲劳损伤系数为设计约束,以整体质量、最大静态变形量和动态一阶模态频率为优化目标,结合哈默斯雷试验设计、移动最小二乘代理模型及全局响应面多目标优化算法,对其进行多学科性能驱动的轻量化多目标优化设计。结果表明:优化设计前后驱动桥壳整体质量降低6.0%,取得了良好的轻量化设计效果。     

基于Pro/MECHANICA的灵敏度分析与结构优化设计

以双四杆飞剪机剪切机构为例,研究了Pro/MECHANICA环境下机械零件的灵敏度分析与结构优化设计.建立了双四杆飞剪机的三维模型,对其连杆结构进行了静态分析,通过灵敏度分析确定连杆结构的重要设计参数.以变形最小为目标函数,完成了连杆结构的优化设计.研究表明,该方法可以有效地提高优化设计的效率.