一种实用的机械结构优化设计方法

提出一种实用的机械结构优化设计方法-ANSYS与导重准则结合法，该方法既能利用结构分析商用软件ANSYS有限元建模，分析求解与结果输出方便的优势，又能发挥结构优化理性准则法。导重法优化效果好，收敛快的优越性，一般只需约5～7次优化迭代计算，即可得到十分重要的优化效果。大大提高了设计效率坦与设计质量。其优越性与实用性在某双模轮胎硫化机的优化设计实践中得到充分验证。     

探析双模轮胎硫化机结构的优化设计

针对双轮模轮胎硫化机结构设计进行分析,并对结构优化设计进行介绍。探讨了ANSYS和导重准则结合优化法,内容包括:导重法优化,使用ANSYS求结构相应的差分敏度。最后总结了优化迭代历程,内容包括:横梁最小化挠度优化设计,横梁最小化结构重量优化设计,底座优化设计。希望通过对这些内容的分析,能够为双模轮胎硫化机结构的优化设计提供一定帮助。     

某矿用车多种工况下的结构分析与优化设计

全面研究了矿用车在多种危险工况下的载荷、约束及其施加方法,完成了某矿用车结构参数化建模、有限元分析,得出了多种工况下车架与车厢结构的应力分布,为在结构重量不变的前提下提高结构强度,先对结构进行了局部调优,而后构建了该矿用车结构自动优化设计的数学模型,采用ANSYS与导重法结合的方法,对矿用车成功地进行了自动优化计算。     

轮胎定型硫化机底座的有限元优化设计

利用有限元方法对轮胎定型硫化机底座进行了受力分析。通过对底座的优化设计,在保证强度和刚度的情况下,通过调整钢板厚度和结构,比初始设计降低10.8%重量,为降低新产品的开发成本提供了技术支持。     

半挂式散装水泥车结构分析与优化设计

利用ANSYS软件，采用板梁单元对半挂式双轴、三轴散装水泥车结构进行多工况分析，分析结果与测试结果比较，证明建模正确合理。采用ANSYS与导重法相结合的优化方法，对其结构进行优化设计，只需很少几次迭代计算就可得显著的优化效果。双轴车不但容积从34m^3上升到36．56m^3，总质量下降34．4％，而且主要工况的最大复合应力从383．852MPa下降到184．805MPa；三轴车不但容积从49m^3上升到49．56m^3，总质量下降25％，而且主要工况的最大复合应力从489．143MPa下降到173MPa；显著提高了设计质量，并得到结构形状对各类应力的影响规律，为同类产品的设计提供了有益的参考。     

压缩垃圾车结构的载荷描述与优化设计

通过建立垃圾堆曲面函数,给出自重、惯性、压缩、挤入和推出等基本工况下压缩垃圾载荷作用机理的变参数数学描述以及各种实际组合工况下压缩垃圾载荷的数学表达式.利用ANSYS软件对压缩垃圾车进行结构有限元分析,调校载荷数学表达中的可变参数,保证分析计算与试验测试结果一致,采用导重法对压缩垃圾车结构的外形与构件尺寸进行优化设计,在结构最大应力从504 MPa下降到176 MPa的同时,结构质量减少29.3 %.     

公路绿篱修剪机结构有限元分析与优化设计

利用ANSYS软件对公路绿篱修剪机进行结构有限元分析,得到了典型工况的应力分布。然后利用结构优化导重法进行以提高结构强度和减轻自重为目标的优化设计。优化后使修剪机结构重量由原来的520.55 kg下降到392.36 kg,降重24.63%;结构最大应力由原来的221.07 MPa下降到142.443 MPa,最大应力下降77.627 MPa,收到了明显优化效果。     

拉压弹簧试验机结构有限元分析与优化设计

文章对于通过螺栓、轴承、丝杠、导轨等多种方式连接的具有多个部件的某拉压弹簧试验机组合结构,采用有效方法解决了结构有限元分析中的面接触、螺栓预紧力施加及轴承等效弹性模量等问题,合理准确地实现了试验机组合结构的接触非线性分析。在结构有限元分析基础上,成功实现了对该试验机结构布局与构件尺寸的优化设计,使其强度和刚度得到很大改善。所采用的自创的结构优化导重法,在保证结构总重量不变与不超过许用应力的前提下,使试验机在拉压试验时横梁结构的挠度分别下降78.9%与37.8%。     

AUBO型轮胎定型硫化机结构的优化设计

本文阐述了AUBO型轮胎定型硫化机原工艺特点存在的缺陷并对其进行了系统的分析,以中心机构和开合模运动装置作为技术改造重点,提出了优化设计方案并进行了效果检验,结果表明该方案可直接应用在新机的制造,又可用在老机的改造上,对国内现有轮胎硫化机的推广具有一定参考价值.     

边梁式车架的结构灵敏度分析及设计优化

建立了某边梁式车架的有限元模型,利用MSC.NASTRAN分析计算了其弯曲刚度和扭转刚度,并对车架弯曲刚度和扭转刚度进行相对于主要零件板厚的灵敏度分析,以此灵敏度分析结果为依据对车架进行轻量化设计。为该类型边梁式车架结构灵敏度分析和设计优化提供方法和理论依据。     

汽车车架的结构优化设计

这里以有限元结构分析和优化算法相结合为手段，以某型载货车车架为例，先对车架进行拓扑优化获得车架最优拓扑形式，根据车架最优拓扑形式确定横梁的数量及分布位置和纵梁的加强方式，得到车架的概念化设计。然后对横梁和纵梁的截面尺寸进行优化，建立了车架的力学模型，优化参数模型，优化数学模型，有限元模型，采用ANSYS参数化设计语言编制了优化设计程序，用ANSYS软件中的零阶优化方法获得最优设计，计算结果表明该优化设计方法的有效和高效，给出了汽车车架的计算机辅助优化设计的有效方法，该方法可广泛应用于车架的优化设计工程。     

山地车车架结构灵敏度分析及优化设计

采用hypermesh软件建立山地车车架有限元模型,分析了车架在实验载荷工况下的等效应力和变形。使用hyperstudy和radioss计算了该模型在实验载荷工况下最大变形的灵敏度,并提出相对灵敏度绝对值较大的组件的弹性模量和厚度作为轻量化设计变量。在保证一定的强度、刚度条件下,按照高刚度、轻质量的要求对车架组件进行参数优化。根据优化后的参数,在radioss中对车架施加相同的载荷和约束,进行求解,优化后结果明显优于优化前方案。对于多参数结构优化问题,应用优化思路进行结构优化,能减小设计的盲目性和设计成本,加快新产品的设计开发。     

基于能量的两足步行机器人膝关节折向结构设计仿真

根据自然界中两足动物运动的特点,在两足步行平面连杆模型的基础上提出了用于结构优化的能量指标,即步行单位距离,运送单位质量所消耗的能量。通过对不同的膝关节折向在不同的速度下的运动建模仿真后发现,小于1m/s低速步行时,膝关节前折方式优于后折方式;相对于高速步行时则相反。这个结论为步行机器人膝关节结构设计提供了重要的理论依据和设计思路。     

混凝土搅拌车搅拌叶片结构优化设计

应用有限元法和零阶分析法,按照高刚度、轻质量的原则,选取叶片厚度作为设计变量,建立了以应力为性能约束,以质量最小为优化目标函数的优化模型,进行了基于零阶方法的叶片结构动态优化设计,得出切合实际的优化设计方案.结果证明此种优化设计方法直观、合理.     

平面磨床床身结构分析与优化设计

平面磨床床身动静刚度直接影响机床的加工质量。通过建立某型平面磨床床身有限元分析模型并进行静态和模态分析,对床身结构进行改进,然后在此基础上进行结构优化,优化后床身质量下降15.6%,而结构的固有频率和刚度变化不大,取得明显的优化效果。     

多功能轮椅车设计及其有限元分析

设计了一种新型的、具有移动行驶、下肢康复训练、高端取物等功能的多功能轮椅车.通过建立多功能轮椅车的有限元模型,对轮椅车整体结构强度进行有限元分析,提出了改进措施,从而降低产品开发成本和缩短开发周期.     

循环式索道抱索器的结构优化设计及有限元分析

脱挂抱索器结构设计一直是循环式索道与可靠性方面的重要课题。通过分析索道抱索器的功能原理,利用CAD技术及有限元法开发出国产化的脱挂抱索器,并设计、制造了一整套试验装置,提出生产与质量检验依据。试验结果表明,脱挂抱索器符合中国索道载荷工况条件,可以应用于架空索道实际。     

磨机球面瓦的结构分析及加工方法选择

球面瓦是磨机的重要机件之一,两只静止的球面瓦要支承着几百吨重的旋转筒体运动,故其结构有着特殊要求.球面瓦的加工属于特型面加工,实际操作中应以简单实用为主,因此介绍了简单易行的球面加工方法--磨削法,并介绍了巴氏合金瓦衬的加工方法.