双向柱塞泵双向缓冲槽结构优化设计

轴向柱塞泵的高低压切换通过配流盘结构实现,配流盘上的缓冲槽结构对于降低压力冲击与流量脉动至关重要。为了优化双向柱塞泵的缓冲槽结构参数,分析了缓冲槽结构对出口压力-流量特性的影响规律,计算了在单缓冲槽结构下柱塞泵转向调节时的压力-流量特性,得到优化构型。首先,对缓冲槽的构型与泵输出压力-流量特性的关系进行了理论分析,采用CFD方法对采用单向缓冲槽结构的整泵流场压力-流量特性进行计算,对缓冲槽结构参数与出口流量脉动特性的影响规律进行了研究;其次,对单向和对称式的缓冲槽结构的流场特性进行了计算,探究了在柱塞泵正、反转工况下,缓冲槽结构对配流特性的影响规律;最后,通过多目标优化算法寻优,计算缓冲槽的优化结构参数,降低了柱塞泵出口的压力-流量脉动。结果表明,对于需要同时应对正反转工况的柱塞泵结构而言,其配流盘缓冲槽结构需要采用轴对称构型,同时前后缓冲槽的结构参数保持一致将有助于获得更稳定的压力-流量特性;前后缓冲槽的优化后宽度角为82.3°,深度角为12.7°,优化后的压力脉动率为0.3%,流量脉动率为13.7%。     

典型翼面结构热力协调加载技术

针对某型翼面结构热力联合试验,提出了在热环境中采用托板与拉杆组合方式力载荷施加技术,该技术能够减小力载荷对温度场均匀性的影响。同时,采用带滑轮的加热装置,实现了与翼面变形的随动,满足高温环境下翼面大变形时的加载要求,并在试验中成功应用,为以后热试验设计开拓了新思路。     

双向渐进结构拓扑优化设计研究

双向渐进结构优化法（BESO）是近年来兴起的一种懈决各类结构优化问题的数值方法。其原理是通过同时删除和增补单元,使剩下的结构逐渐趋于优化。文章提出了基于应力约束的渐进结构优化方法,与其它优化方法相比,该方法原理简单,计算效率高,工程应用方便,并通过算例证明该方法的有效性和可行性。     

新型多向主动加载模具结构优化设计

开发出一种曲面分模型式的凹模,解决多向主动加载成形时产生飞边的难题。以典型枝杈类壳体零件为基础,通过对主动加载模具的结构参数(凸体的长度、宽度以及凹模下部锥度)进行优化,分析各自变化条件下飞边产生的情况和各自变形均匀程度,得到不同参数时的最大成形载荷曲线和飞边生成质量与模具参数的拟合方程,据此获得多向加载少、无飞边模具结构的设计准则,为多向主动加载以及开式模锻过程中减小飞边以及避免飞边的产生提供理论依据。根据模拟数据的趋势确定最佳的多向模具结构参数取值范围,模拟结果显示,基本避免壳体底部飞边的产生,变形比较均匀,水平加载载荷也很小,均符合预期结果。在模拟基础上设计模具进行试验验证,成形出合格的典型枝杈类零件,其各项性能指标都超过原来的要求。     

飞机结构强度试验加载装置设计

针对飞机结构强度试验中向上载荷的施加问题,设计龙门架加载系统,该加载系统主要包括龙门架立柱和加载横梁两部分。根据试验实际应用情况,对该系统中的各主要部件进行优化设计并进行强度校核,结果表明,所设计的龙门架加载系统满足承载需求,保证了试验的顺利进行。     

基于改进蚁群算法的复合材料双向加载十字形试件优化设计

为研究复合材料在双向加载情况下的应力应变特性,基于蚁群算法对双向加载试验中的十字形试件进行优化设计。考虑信息素更新对全局最优解有较大的依赖性,对编码方式和信息素更新公式进行了改进,并通过典型算例对改进后的蚁群算法准确性进行了验证。最后根据复合材料十字形试件设计要求,利用改进蚁群算法与FEM参数化建模相结合的方法对十字形进行了优化设计。由优化结果可知,优化后的试验区应变场均匀度有了很大提高,且优化迭代过程较快。     

基于应力的双向渐进结构拓扑优化设计

双向渐进结构优化法（BESO）是近年来兴起的一种解决各类结构优化问题的数值方法,其原理是通过同时删除和增补单元,使剩下的结构逐渐趋于优化。提出了基于应力约束的渐进结构优化方法,与其它优化方法相比,该方法原理简单,计算效率高,工程应用方便,并通过算例证明该方法的有效性和可行性。     

双向插值模式连续体结构拓扑优化设计

针对传统拓扑优化中对中间密度单元处理的单向(惩罚)性,提出一种由阈值决定中间密度单元处理方式的双向插值模型(Bi-Directional Interpolation Model,BDIM),建立基于BDIM模式的优化模型。利用拓扑优化梯度投影法,结合算例,对比分析传统插值模型、只对敏度进行双向插值模型和同时对刚度和敏度双向插值模型优化。结果表明,只对敏度进行双向插值模型具有无需过滤、全局收敛、边界清晰的多重优点。     

基于拓扑理论的连接法兰结构优化设计

基于OptiStruct拓扑优化的理论和方法,建立了某机动平台的重要传动构件连接法兰结构简化后的拓扑优化有限元模型,得到了扭矩作用下的法兰最优材料分布结构形式,并对优化前后的法兰进行了静强度计算和对比分析。研究结果表明,优化后的法兰结构质量较优化前减轻了近20%,且结构强度满足设计要求;同时,验证了法兰拓扑优化数学模型的正确性以及将拓扑优化引入法兰结构设计这一思想的可行性,为法兰以及机动平台的轻量化设计提供了可行性参考。     

钢丝绳套环连接的结构分析及优化设计

基于对钢丝绳套环结构的高可靠性实际工况,通过分段分析,得出了钢丝绳不产生滑动的因素和条件。利用有限元软件对传统套环结构进行仿真分析,仿真结果表明:钢丝绳与套环的脱离处存在应力集中,且钢丝绳压板的螺栓在长期使用中存在松动的可能。以此为优化目标,优化结果表明:结构的最大应力减小了25%;套环最大应力减小了37%,螺栓应变差减小了50%,在长期使用中的松动情况得到了改善。并且,由于套环的压力可以调节,改进后的结构可连接不同类型的钢丝绳,适应性更强。     

整体壁板结构纵向连接接头的优化设计

纵向连接接头是影响机身整体壁板结构的安全疲劳寿命的关键部位,文中对三台阶搭接型、简单搭接型和两台阶搭接型三种机身整体壁板的纵向连接形式进行研究,应用Ansys软件建立这三种连接形式的铆钉接头结构件的参数化全局三维壳体有限元模型及局部细节子模型,进行静强度求解分析,确定接头结构件的铆钉孔边的应力集中系数,并对接头结构件的部分几何构形参数进行敏感性分析和优化设计,为纵向连接接头结构件的抗疲劳设计及综合验证提供科学依据.     

蜗轮蜗杆传动装置支承结构优化设计

通过对传动装置支承结构及其受力情况进行分析,找出蜗轮蜗杆传动装置支承结构在使用过程存在的问题;并针对问题,对蜗轮蜗杆传动装置支撑结构进行优化设计分析。对蜗轮蜗杆传动装置支撑结构进行优化设计,可提高蜗轮蜗杆传动装置的工作效率,提高传动装置支撑结构的安全性。     

浮吊臂架的支管连接部结构优化设计

起重臂架是浮吊施工作业的重要执行机构,其设计优劣对于整个结构的安全性和可靠性具有重要意义。针对万吨级浮吊研发项目中12 000 t起吊质量对臂架结构的重载荷要求,利用有限元分析了支管连接部的结构强度,从增大支管直径、壁厚,添加臂架箱型梁内部隔板等3个方面来优化结构设计,最终得到了既满足强度要求,又尽量减少臂架增重的设计方案。     

某型发动机测量装置结构优化设计

测量装置主要用于测量航空发动机各截面的压力和温度等相关参数,是发动机定型试飞中的主要测量手段之一。其设计结构的安全性直接决定发动机在测量过程中的安全性。如果测量装置或者测量装置上的某个结构因强度不足导致其损伤甚至断裂,轻者测量装置报废,重者将损伤发动机转动部件,危及飞行安全。本文针对测量装置在生产过程中出现的问题,提出技术改进方案。该方案为后续的测量装置产品的研制提供理论基础。     

一种划桨测力装置结构优化设计

为了提高划桨测力装置的检测精度,对其结构的关键几何参数进行了优化设计.由于划桨的结构、材料和制造工艺特殊性,特别是在加装测力装置后,划桨结构的力学特性复杂,传统的优化设计方法难以解决.应用有限元分析软件ANSYS,建立了划桨测力装置结构的参数化模型和优化计算的数学模型,对划桨测力装置的套筒结构关键几何参数进行了优化设计.结果表明,经优化设计的划桨测力装置套筒直径比原设计尺寸减少了4.9mm.并辅助以相关的物理实验,使优化结果比较可信.     

部件连接的优化设计

介绍了对多用型磨床部件实现可靠和快速连接的方法。分析了部件定位的要求,验证了采用刮削工艺方法的优点。实践表明,在多用型磨床部件连接上的优化措施,可以实现切削量小、切削力小、热量少的加工特点,减小了工件的装夹变形,用具简单。通过更改原部件上相关零件的结构,使得安装定位更加方便可靠,大大提高了劳动生产效率,保证对部件连接的相互位置精度和相对运动精度起到事半功倍的效果。     

试验机用加载装置

老式轴承试验机所使用的加载装置均为手动加载，只能提供一种恒定的油压，使试验轴承只能获得恒定的压力。虽然可以由液压系统来实现压力的变化，但液压系统体积大、造价高、耗能大。基于以上原因，设计了以下加载装置。     

非自锁螺纹连接空间解锁装置优化设计与研究

空间解锁装置是实现航天器与其附件连接与分离的关键部件。针对非自锁螺纹连接空间解锁装置在发射、升空过程中受到冲击、振动等载荷的影响从而存在主动力源(加载螺母)松脱失效风险的问题,对非自锁螺纹连接空间解锁装置解锁机理进行了分析;通过多目标优化算法对冗余驱动机构的冗余动力源进行了设计;同时选用超越离合器作为冗余驱动机构的传动主体,不但能够保证装置在主动力源失效的情况下顺利解锁,还能有效避免冗余动力源与主动力源在装置正常工作情况下易产生干涉的问题。最后对冗余机构驱动下的空间解锁装置进行了动力学仿真分析及试验验证,结果显示冗余驱动机构能够迅速、可靠地完成装置的解锁任务。     

磁流变缓速器加载装置动态加载试验研究

为分析磁流变缓速器在不同载荷下的工作性能,设计了一种为其提供不同的工作载荷的加载装置。该加载装置采用行星轮系的加载方式,具有空载启动、运转中变载、加载行程角无限等性能。本文对所设计的加载装置进行了动态加载试验研究,并对试验结果进行了分析。分析结果表明,所设计的磁流变缓速器加载装置完全能满足加载要求。