直线电机驱动型工作台结构有限元分析与优化

介绍了基于有限元分析软件ANSYS的机床工作台结构尺寸优化设计的原理和方法,然后采用APDL(ANSYS参数化设计语言)对工作台参数化建模,并用4种不同方案,对其尺寸参数优化.结果表明:对筋条数目、间距、尺寸进行参数优化,能够提高工作台结构的比刚度.     

大型机床工作台的动态性能研究及结构优化

设计了用于大型落地镗铣床的新型工作台,利用ANSYS对工作台整体进行结构优化,根据可去除材料的分布云图,得到了工作台内部筋板的布置以及筋板上出砂孔的位置.对基本筋格单元进行变量的动态优化,研究了筋格结构参数对筋格固有频率的影响及筋格相关参数对工作台整体的影响,再次优化后得到理想的工作台筋格结构.优化后的工作台能减轻质量、提高刚性及动态性能.     

高速卧式加工中心床身结构模态优化设计研究

通过对高速卧式加工中心床身的结构、模态振型及振幅的分析,结合各参数在床身重要结合面处的灵敏度,设计了床身结构的综合优化方案。将优化后的模型再次导入ANSYS进行模态分析,并将工作台处及导轨处的最大振幅与优化前进行比较,结果表明,基于这种模态优化方法,床身工作台及导轨处最大振幅较优化前均明显减小。     

新型蜂窝工作台结构的优化设计

应用Pro/E软件建立DVG850加工中心蜂窝结构工作台三维模型,并应用ANSYS Workbench软件对不同尺寸的工作台进行静动态分析,整理质量、变形与固有频率,得到蜂窝结构厚度和长度对工作台性能的影响。对工作台进行拓扑优化,结果显示,在减小工作台质量的同时可以保证变形可控,并提高固有频率,进而提高动态性能。     

基于ANSYS的风机叶片试验加载架结构优化设计

利用ANSYS软件的APDL语言,对某风机叶片试验加载架的重要尺寸进行参数化,并建立有限元模型,在其最大载荷工况下进行应力与应变分析,找出优化空间;再利用ANSYS中的design opt优化模块进行尺寸优化,并对原有结构加以改进。     

基于APDL的压力容器的结构优化

介绍了ANSYS软件的优化语言APDL,结合ANSYS的参数化建模及APDL语言的优化功能对一航天用压力容器进行静力分析,并对其结构尺寸进行优化。在满足工作要求的前提下,使其轻量化、结构最优化。优化结果令人满意,可对设计人员提供一定的指导作用。     

液压静力压桩机压桩箱结构的灵敏度分析和优化设计

运用ANSYS软件和参数化设计语言APDL,建立YZY800D型液压静力压桩机压桩箱的参数化有限元模型,进行有限元分析,找出结构的危险工况;在此工况下,利用ANSYS概率设计系统(PDS)和基于响应面法的蒙特卡罗模拟技术,进行结构灵敏度分析,确定压桩箱主要结构尺寸参数对结构应力和总质量的影响程度;根据有限元和灵敏度分析结果,设置结构优化设计变量,利用ANSYS的OPT系统进行优化设计,并结合工程经验,确定出优化后的结构尺寸;通过优化前、后的有限元分析结果对比,优化后的结构总质量减少了13.16%,有效降低了结构重量。     

DVG850工作台静、动态特性分析及结构改进

以DVG850高速立式加工中心工作台为例,利用ANSYS Workbench软件对工作台进行静力学分析和模态分析,根据分析结果了解了其静、动态特性.应用ANSYS Workbench中的拓扑优化模块对工作台结构进行拓扑优化,根据优化结果对其进行结构改进,改进后的工作台保持了原结构的静态特性,动态特性有所提高,质量却比原结构减少23.2kg.     

地铁车钩维护工作台轻量化设计

针对传统设计方法下地铁车钩维护工作台尺寸与重量偏大,使得材料成本增大的问题,采用拓扑优化与尺寸优化相结合的方法,通过构建拓扑优化模型和尺寸优化模型,进行了从车钩维护工作台拓扑结构到各尺寸参数的优化过程,实现了车钩维护工作台的轻量化设计。在轻量化设计过程中,通过结构的拓扑优化设计得到了材料在设计空间内的最佳分布,在此基础上提取车钩维护工作台拓扑结构,并通过相对灵敏度分析,筛选出对车钩维护工作台质量降低敏感但对性能降低不敏感的设计变量,最后以筛选出的6个变量作为设计变量进行尺寸优化设计。结果表明:优化后的车钩维护工作台强度有所提高,刚度满足设计要求,并且实现减重49.28kg,减重率为30.73%,轻量化效果显著。     

基于结构可靠性分析的风力发电机主轴优化设计

基于ANSYS软件的参数化语言APDL,以结构尺寸参数为变量,建立兆瓦级风力发电机主轴的参数化有限元模型,并得到主轴有限元分析的命令流文件,在此基础上,利用数据优化软件ISIGHT联合ANSYS软件对风力发电机主轴进行实验设计(Design of Experiment,DOE),分析出各尺寸参数对风力发电机主轴最大工作应力的影响,选取影响较大的5个尺寸参数,利用ISIGHT软件的近似建模功能,建立风力发电机主轴最大工作应力和尺寸参数之间的二阶近似响应面模型。根据得到的响应面模型,通过MATLAB软件,编制风力发电机主轴静强度可靠性计算程序。最后,通过ISIGHT软件的优化模块,在保证主轴结构可靠度符合要求的情况下,对风力发电机主轴的尺寸参数进行了优化设计。优化结果显示,选用MISQP优化算法优化效果最好,优化后风力发电机主轴体积减少了2. 47%。     

回转工作台结构优化设计方法

以VTM200/F5车铣复合加工中心回转工作台为例,通过理论研究推导了工作台结构的最佳尺寸,利用ANSYS Workbench进行了相关静态分析和灵敏度分析,得出了结构最佳尺寸,使用MATLAB推理对所得结果进行对比验证,并利用此方法得对常用工作台的基本尺寸予以汇总,为后续工作台设计提供依据。     

微位移工作台柔性铰链参数分析和优化

针对微位移工作台柔性铰链影响参数的分析和优化。应用伪刚体理论,以能量法把模型简化为质量--弹簧系统,进行直圆铰链的固有频率公式推导。通过ANSYS有限元算例模拟仿真,研究各个参数对系统固有频率和刚度的影响,分析总结规律。并由设计要求初始模型尺寸,对影响因素进行参数优化并选择最优参数组合。     

基于灵敏度分析的立式加工中心工作台结构参数多目标优化研究

加工中心的动力稳定性与其组成部件的尺寸结构联系紧密,合理的尺寸结构能获得优良的抗振性能。采用整机实验模态测试法辨识出加工中心工作台为机床的主要薄弱环节,在此基础上采用UG和Workbench软件对工作台不同T型槽尺寸参数进行静力学和模态分析,并结合灵敏度分析确定灵敏参数,最终以灵敏参数为设计变量,以工作台前三阶固有频率的加权平均值、质量和刚度为优化目标,建立工作台多目标函数优化模型,利用MATLAB得到最优解。优化后,工作台X、Y、Z三个方向的刚度分别提高了6. 71%、11. 49%、10. 33%,前三阶固有频率分别提高了0. 95%、0. 21%、0. 35%,质量下降了0. 33%。     

基于ANSYS Workbench的立式车床回转工作台结构优化设计

基于ANSYS Workbench平台,以某数控立式车床回转工作台为研究对象,利用拓扑优化和尺寸优化设计方法,对其进行了以减轻质量和提高结构刚度为目标的结构优化设计研究。分析结果表明:与原设计方案相比较,优化改进后的回转工作台质量减少了24.97%,最大变形量减小了39.8%,而且一阶固有频率也由399.9 Hz提高到474.9 Hz。     

基于ANSYS Workbench的堆垛机结构分析与优化

现代堆垛机多样化、高速化和高层化的发展趋势对其机械结构的稳定性和可靠性提出了更高的要求,传统经验测绘为主的设计难以做到结构优化。ANSYS Workbench是美国ANSYS公司新一代产品研发集成平台。利用ANSYS Workbench集成建模功能,实现了ProE堆垛机模型与ANSYSWorkbench的双向关联性,建立了堆垛机有限元模型并对主要结构参数进行了优化,给出了参数对结构刚度的敏感度。通过两种优化方案使堆垛机刚度提高了7.69%,下横梁尺寸减少了9.96%,从而为新一代堆垛机设计提供了依据。     

虚拟样机技术在机床回转工作台的研究与应用

回转体工作台是机床上的一个都件,在建立参数化模型结构的基础上,提出基于UG NX4的参数化设计,提高回转体工作台的快速设计系统构想,其中包括标准件参数化建模、标准件库的建立与使用。利用UG NX4建立的回转体工作台模型,最后进行静力学和动力学仿真,运用UG与Nastran对元件进行有限元分析、优化分析,并修改参数化模型的工作流程。     

电火花工作台的应力变形分析和研究

汽轮机叶片用电火花设备需要的工作台尺寸大,结构较为复杂,一般为铸造结构,文中针对外协铸造厂提供的一种铸造回转工作台,应用ANSYS进行应力变形的分析和研究,对其工作台的设计方案进行审核和检验。     

参数优化方法在轻质反射镜结构设计中的应用

介绍了一种对反射镜轻量化结构进行优化设计的方法。利用ANSYS软件对采用扇形开口孔轻量化的某遥感器主反射镜建立参数化结构模型,将对反射镜力学性能影响较大的某些结构参数如镜体厚度、扇形孔的位置、尺寸等指定为优化设计变量,根据反射镜的加工和装配工艺合理地确定这些结构设计变量的可行域,运用ANSYS优化设计模块提供的零阶优化方法对镜体结构进行了优化设计。力学分析表明,经过优化后的反射镜结构相比于原设计方案轻量化程度更高,静力学性能更好。     

基于ANSYS Workbench的DVG850工作台拓扑优化

以DVG850高速立式加工中心工作台为例,利用SolidWorks软件强大的三维实体设计功能,精确地实现了工作台的三维建模,通过专有程序接口将模型导入到ANSYS Workbench软件中。利用ANSYS Workbench有限元分析软件的静力学分析功能,对工作台进行静力学分析,并根据计算结果校核了工作台的静刚度。应用ANSYS Workbench中的拓扑优化模块对工作台结构进行改进。改进后的工作台保持了原结构的静刚度,但质量却比原方案减少23.2kg。     

航空发动机用W形金属封严环结构优化设计

为提高航空发动机W形金属封严环的密封性能,以某W形金属封严环为研究对象,建立金属封严环二维轴对称有限元模型,通过轴向刚度仿真与试验验证了仿真模型的正确性。利用ANSYS软件APDL语言和参数化技术对金属封严环结构尺寸进行参数化建模,以增大封严环与法兰间的接触应力为目标,利用ANSYS零阶优化算法对金属封严环进行结构参数优化,得到了其最优截面尺寸。结果表明:优化后W形金属封严环壁厚和波高有所减小,而最大接触应力提高了8.8%,最大Von-Mises应力降低了4.3%,因而可提升金属封严环密封性能和使用寿命;优化后W形金属封严环轴向刚度仅降低3.2%,对其力学性能影响不大。