利用ANSYS实现零件的可靠性优化设计

基于ANSYS参数化设计语言(APDL)的数学运算功能,运用可靠性理论的摄动分析法,利用APDL编程实现零件的可靠度计算,避免了有限元建模、分析和结果的参数化提取等步骤.利用ANSYS的设计优化模块,以摄动分析法计算的零件可靠度为约束条件,以零件的最小体积为优化目标寻求设计参数的优化设计.开辟了一个利用ANSYS进行可靠性优化设计的途径,扩展了ANSYS的分析范围.     

球磨机静压轴承轴瓦结构优化设计

基于ANSYS有限元软件对轴瓦结构进行了优化设计.在给定条件下,以油泵的功率消耗最小为目标函数,对油腔的结构参数进行优化.结果表明,采用优化后的油腔结构参数,油泵的功率消耗可以减少6.23%.在静压轴承设计中,采用ANSYS进行优化设计,可以实现柔性设计.     

面向渠灌区的新型钢闸门结构轻量化设计

为了实现渠灌区新型钢闸门结构轻量化,充分利用闸门材料承载性能,将ANSYS与试验设计软件Design-Expert相结合对闸门进行优化设计。采用APDL语言对ANSYS进行二次开发,建立闸门参数化模型。应用Design-Expert进行正交试验设计并运用ANSYS软件仿真,采用响应面法拟合应力、挠度和质量的数学模型。以应力和挠度为约束条件,闸门质量为目标函数进行优化。对某灌区闸门优化后结果表明:优化后闸门质量减轻20%,实现设计的经济性与可行性。该优化方法为改进闸门结构提供了理论依据。     

基于ANSYS的静压轴承油腔结构优化设计

基于ANSYS有限元软件对轴瓦结构进行了优化设计,在给定条件下,以承载能力最大为目标函数,对油腔的结构参数进行优化,其优化结果为静压轴承的改进设计提供了最优数据.     

ANG汽车储气罐结构优化的研究

以某新型ANG汽车储气罐的结构优化为例,利用APDL语言对ANSYS软件进行了二次开发,创建对应的交互界面。建立了箱体参数化的三维实体有限元模型,并对其进行了有限元分析,然后以储气罐轻量化设计为优化目标,利用ANSYS优化设计的优化设计模块和APDL语言,对储气罐的结构参数进行了优化计算,获得较合理的结构尺寸。结果表明:在保证储气罐各种性能的前提下,储气罐优化后的质量比优化前减少了26.33%,同时表明APDL的使用,对加快分析进度,提高设计效率具有重要的指导意义。     

基于ANSYS Workbench的冲压机械手机座优化设计

为了改善已研发的冲压机械手机座质量较大的情况,采用ANSYS Workbench建立了机座的参数化模型,以机座的极限工况为条件,对其进行模态分析和静力学分析。在模态分析和静力学分析的基础上,利用ANSYS Workbench的目标驱动优化( GDO)模块以质量最小为优化目标对机座进行优化设计,优化过程采用拓扑优化和形状优化相结合的方法。优化改进后,在刚度、强度满足设计要求的情况下,机座质量减少了34.1%,优化效果显著。     

基于ANSYS的联合起苗机梳齿式U型起苗刀的优化设计

基于Pro/E创建了U型起苗刀三维参数化特征模型,根据起苗刀结构、材料、受力情况,利用有限元软件ANSYS对起苗刀进行了静力学分析,获得了起苗刀等效应力、变形和安全系数云图。利用ANSYS软件的优化模块对起苗刀的结构参数进行了多目标优化设计,并得到了令人满意的优化结果,减少了质量和体积,节省了材料,安全系数和总变形量达到设计要求,为同类起苗刀设计提供了一定的参考和理论依据。     

空气悬架导向机构纵向推力杆的优化设计

运用Pro/E软件建立空气悬架导向机构纵向推力杆总成参数化的三维模型,借助于AN-SYS Workbench的参数双向同步传输功能,建立与Pro/E模型参数同步更新的ANSYS有限元模型.按照强度高、质量轻的原则建立了多目标优化函数,通过对优化目标的敏感度和设计空间分析,得出了优化方案.     

基于多目标遗传算法的磁轴承结构优化设计

基于ANSYS Workbench的Exploration模块,在已知转子外径、工作气隙和工作电流的情况下,为最大限度提高磁轴承的承载力,利用多目标遗传算法对磁轴承的结构参数进行了优化设计。优化后的仿真结果表明,磁轴承承载力相比优化前有较大提升。     

钹型阵列式压电俘能器的参数优化设计与实验

基于参数优化理论,对钹型阵列式压电俘能器进行结构参数的优化设计。首先确定钹型堆叠阵列的结构形式并建立其参数化有限元模型,选择结构参数作为设计变量,并以压电陶瓷电极面上产生的电压作为目标函数。然后采用ANSYS优化设计模块中的子问题近似法,利用ANSYS的参数化语言APDL编程以实现对模型的结构优化。最后根据优化结果制作了钹型阵列式压电俘能器。实验结果表明：在外部激励不变的情况下,优化后压电俘能器产生的电压幅值提高了87%。     

重载AGV轻量化设计研究

以某型载荷为15吨的重载AGV为研究对象,主要对占车体重量比例最大的车架进行了轻量化设计。运用Creo Parametric建立车架参数化三维模型,并与ANSYS Workbench实现对接,对车架进行静态有限元分析。然后基于ANSYS Workbench的优化设计功能,以车架总重量为目标函数,各焊接型材厚度为优化变量,对车架进行优化设计。最后对轻量化设计实际效果进行评价,为重载AGV轻量化设计提供了可借鉴的思路。     

基于有限元的挖掘机动臂性能优化分析

采用有限元分析方法对液压挖掘机的动臂性能进行了优化。以产品的性能为应用目标,通过建立参数化模型并以ANSYS软件为平台,研究了优化设计方法在实际中的运用效果。优化前、后实验结果对比表明,该方法能快速有效地提高产品的设计效率,为同类零件的设计提供参考。     

基于多目标的数控铣镗床床身优化研究

为了提高某大型数控铣镗床床身的性能,运用现代设计方法对该床身结构的设计变量进行了多目标优化。在分析床身结构特点的基础上,以质量和一阶固有频率为目标建立了床身结构优化数学模型,在Pro/E中实现床身结构三维模型的全参数化建模,应用主要目标法将多目标数学模型转化为单目标数学模型,使用ANSYS Workbench软件对转化后的数学模型进行了优化计算,优化计算结果有效地减轻了床身质量,提高了床身的一阶固有频率。     

基于APDL的往复泵连杆优化设计

为了使往复泵连杆在设计时质量轻、工作可靠，基于ANSYS的参数化设计语言APDL建立了往复泵连杆参数化模型，对连杆工作状况和受力情况做出合理简化，通过有限元分析确定了其应力集中点，利用ANSYS的优化设计技术，在满足最大应力值约束条件下，使连杆各设计参数合理组合，最终遮到连杆质量最轻的设计目标。优化结果表明，连杆设计质量下降，同时满足工况要求.     

基于多目标的数控铣镗床床身优化研究

为了提高某大型数控铣镗床床身的性能,运用现代设计方法对该床身结构的设计变量进行了多目标优化。在分析床身结构特点的基础上,以质量和一阶固有频率为目标建立了床身结构优化数学模型,在Pm／E中实现床身结构三维模型的全参数化建模,应用主要目标法将多目标数学模型转化为单目标数学模型,使用ANSYS Workbench软件对转化后的数学模型进行了优化计算,优化计算结果有效地减轻了床身质量,提高了床身的一阶固有频率。     

QD9020牵引座多目标优化设计及疲劳分析

根据半挂牵引车QD9020牵引座结构特点,以ANSYS为平台,对牵引座鞍体进行结构参数化建模,并以牵引座在受压、受拉、制动工况下满足强度要求为约束条件,以结构质量和一阶固有频率为目标函数建立了多目标优化数学模型。利用分层目标法对牵引座进行轻量化设计,并通过ANSYS nCode Design Life对优化后的牵引座进行疲劳寿命分析,验证其疲劳可靠性。研究结果表明:优化后牵引座满足寿命要求,且结构质量减轻了20.51%,一阶固有频率提升了14.2Hz,优化效果显著。     

大型球罐接管整体补强锻件的结构优化设计

根据基于分析设计的准等强度原则确定应力约束条件,以质量最小为优化目标,利用ANSYS的APDL语言进行参数化建模,利用ANSYS的OPT模块对球罐接管双锥段整体补强锻件进行了优化研究。对不同直径的球罐不同直径的接管在不同的压力条件下进行了优化计算,根据初步优化计算结果确定了锥角、过渡圆角半径,根据进一步优化计算的结果,整理了双锥段整体补强锻件两个半径尺寸,并以无量纲的形式绘制了曲线,可供设计时参考。     

基于参数化编程语言的ANSYS二次开发

介绍了ANSYS二次开发的三个工具,并进行比较,论述了ANSYS二次开发三个工具中的APDL的重要性,介绍了APDL的作用及编辑方法,以悬臂梁多载步的结构分析为例,论证了APDL是ANSYS设计优化的基础,创建参数化流程以便对设计参数执行优化改进,加快了分析进度,提高工作效率.     

锁环式同步器的参数优化与工作过程分析

结合同步器的工作过程和理论公式,以缩短同步时间为目标,研究了各参数换挡同步时间的影响并对参数进行优化,运用ADAMS和Pro/E建立精确锁环式同步器虚拟样机模型,对模型进行仿真分析。并通过试验验证参数优化和仿真结果的可靠性,将优化后的模型导入ANSYS Workbench进行有限元分析。为同步器的设计提供参考依据。     

基于ANSYS Workbench的磁力泵磁性联轴器的多目标优化设计

针对磁力泵磁性联轴器单一目标优化设计无法满足设计要求的问题,在ANSYS Workbench平台上利用Design Xplorer优化设计模块与Ansoft Maxwell 14.0三维有限元分模块对磁性联轴器进行了多目标优化设计。通过半经验半理论设计得到了磁性联轴器设计参数作为初始参考设计参数,采用中心组合试验设计(central composite design,CCD)方法与NSGA-II优化算法相结合的方法,得到了性价比最优的磁性联轴器设计参数。研究结果表明,优化目标Tmax/V指标比初始参数提高7%左右,Pw指标降低约9%,通过对磁性联轴器磁性联轴器多目标优化设计降低了生产成本及能耗,满足设计要求。