皮带机布料臂架拓扑优化的研究

为了解决矿用皮带输送机布料臂架由于强度较低易损坏的特点,通过拓扑优化并结合ANASYS数值模拟软件对皮带机的布料臂架进行优化设计。通过对前臂、中间臂和基础臂的拓扑优化设计,给出了前臂、中间臂及基础臂的腹杆节距及底面杆件结构形式,以有效提升布料臂架的稳定性。     

基于Ansys Workbench的平头塔式起重机臂架结构优化分析

由于臂架是平头塔式起重机质量占比较大的结构,对整机的性能影响至关重要,故对臂架结构进行优化设计可大大提高整机的工作性能。为此,文中采用许用应力法完成对平头塔式起重机臂架结构的初步设计计算,并对整机工作环境进行分析,了解起重臂架的工况,并使用AnsysWorkbench软件对臂架进行静力学分析,以通过求解得到的应力云图和形变云图验证臂架结构设计计算的强度和刚度。另外,对起重臂架进行模态分析,获取结构自身前六阶的固有频率和振型,为结的故障诊断和预警提供了可靠的理论依据。在保证结构强度和刚度的前提下,通过对起重臂架各弦杆截面进行优化,从而降低臂架自重,提升材料的利用率,为起重臂架的轻量化设计提供参考思路。     

皮带输送机布料臂架参数化优化研究

利用ANASYS数值模拟软件对布料臂架进行了参数化优化设计,并分析皮带输送机的布料臂架所用的杆件厚度对整体臂架的影响,同时研究了三节臂参数对优化的影响,得出基础臂参数的优化对布料臂架的最大位移影响最大,前臂的应力变化量最大,中间臂的总体积变化量最大。该结论可为臂架的结构尺寸设定及刚度选择提供一定的依据。     

基于改进遗传算法的架廊机主梁结构优化

为了在保证架廊机强度、刚度和侧向屈曲稳定性等基础上,减小架廊机的自身质量,文中基于改进遗传算法对架廊机主梁结构进行了优化设计与力学性能分析。通过对架廊机主梁载荷工况分析,在ABAQUS软件平台上建立了主梁有限元模型,对优化前主梁的强度和刚度进行了分析。在此基础上,以单节段主梁为研究对象,采用基于精英策略的改进遗传算法建立了主梁结构优化模型,通过MATLAB软件求解获得了优化后的主梁横截面几何参数。最后,建立了优化后主梁的有限元模型并进行受力分析。结果表明：通过结构优化设计实现了主梁自身质量减小11.5%,同时保证了主梁的强度和刚度等性能,满足架廊机的设计要求。     

起重机伸缩臂最优截面形式的研究

利用ANSYS有限元分析软件的APDL语言进行二次开发,完成臂架参数化建模,分析不同截面参数的变化对臂架刚度、强度及稳定性的影响程度,确定了影响臂架结构整体性能的主要因素和相对次要因素,并对其截面尺寸进行优化．分别以臂架的刚度、强度及稳定性作为性能指标,对伸缩臂结构模型进行性能参数优化,得出不同条件下的最优截面形式．     

基于ANSYS的泵车臂架结构的优化设计与试验

采用有限元方法并且结合试验验证,对泵车臂架结构进行静力学分析。首次采用拓扑优化的方法,对臂架结构进行了优化设计,得到了优化后的新型臂架结构,实现了减重,同时增加了结构的强度与刚度。     

登高消防车臂架的有限元分析与优化研究

针对传统力学方法校核登高消防车臂架的强度和刚度计算繁琐且精度低、臂架设计过厚、登高消防车上装系统笨重、在使用过程中容易出现倾翻等问题,对臂架的静动态特性和臂架的截面参数化优化进行了研究,提出了将有限元法应用到臂架的静力学分析和模态分析中,快速精确地计算臂架在两种极限恶劣工况下的强度和臂架的前4阶固有频率及其对应的振型;将参数化有限元法与多约束非线性二次规划法有机结合应用到臂架的截面参数化优化中,让优化迭代算法融入有限元分析的全过程,快速搜索全局的最优解。研究结果表明,臂架截面参数化优化后最大等效应力减少了7.3 MPa,臂架体积减少了16.5%,实现了臂架的轻量化。     

基于代理模型的破拆机器人臂架结构优化设计

臂架结构是破拆机器人重要的工作装置,为提高破拆机器人臂架结构的性能,综合考虑整个臂架结构的静态特性以及动态特性指标,对其进行多目标优化。首先,确定了臂架结构最危险的工作姿态,并对其进行了静力学分析、模态分析以及谐响应分析;其次,建立了臂架结构总质量、最大等效应力、最大变形及臂架端部Y向最大频率-位移响应的代理模型;最后,使用NSGA-Ⅱ算法对建立的代理模型进行了多目标优化。优化结果表明,在臂架结构总质量不变的情况下,臂架结构的静强度、静刚度及动刚度均得到了改善,破拆机器人臂架结构的综合性能得到了提高。     

受损门座式起重机臂架的结构分析

臂架是门座式起重机重要的承重结构。它在起吊时会受到大的轴力和弯矩作用而产生较大的应力。当臂架出现小的损坏，又因为工期无法停下修复时，需要重新对其强度进行校核计算才能安全使用。通过ANSYS Workbench建立了损坏臂架的有限元模型，计算了不同工况下上节臂、中间节臂和下节臂上的最大等效应力；着重考察了臂架损坏位置的等效应力值，得到了不同工况下臂架工作时的危险位置；研究了臂架的侧向刚度，对MQ4080门座机在中间节臂损坏三根腹杆件的情况下的结构进行了验证，验证发现降级使用能够保证结构的强度刚度满足要求。     

混合动力采伐机车架结构分析及优化设计

混合动力采伐机大大提高了人工林采伐工作效率,但其车架受到路况影响,易受到破坏,确保其的可靠性具有重大意义。通过SolidWorks建立混合动力采伐机车架,并指定采伐机各部位承载情况。提出混合动力采伐机车架评价准则,分析其刚度和强度。借助HyperWorks软件分析车架有限元模型,分析车架在垂直工况和扭转工况下强度,初步设计车架结构不能满足设计要求;通过对车架结构进行优化设计,提出改进结构方案,再次验证车架强度,对比优化前,得到优化后混合动力采伐机车架在强度满足设计要求,保证了车架运行在复杂工况的可靠性,降低了12.2%整体质量。同时,为林业机械的研究提供理论基础。     

基于有限元的搅拌筒前支架的优化设计

针对前支架结构设计过程中,由于对其强度和刚度没有清楚的认识,而采用经验设计的弊端,首先对搅拌车作业过程进行分析,归纳出既代表实际工况,又能应用于有限元分析的7种典型工况,并计算出各种工况作用于前支架的载荷;然后对前支架进行各种工况的有限元分析,综合分析结果,找到造成前支架结构设计不合理的原因,并根据应力强度干涉模型理论对前支架进行优化;最后再对优化后的结构在原来工况下进行有限元分析,从而验证了优化后结构符合材料的力学性能,符合结构可靠性的要求。     

基于王莲叶脉分布的塔式起重机臂架结构仿生设计

为了使塔式起重机自身重量更轻,更易于安装和运输,以此降低生产和运行成本,引入了结构仿生设计思想。以QTZ40塔式起重机臂架结构为研究对象,利用结构仿生设计方法对塔式起重机臂架结构进行了仿生优化设计。经研究、分析发现王莲叶脉的构型符合黄金分割定律,依据相似性评价标准,确定王莲为臂架仿生原型,结合臂架拓扑优化结果和王莲构型规律,确定了臂架的仿生优化设计方案。利用APDL语言建立了臂架的有限元模型,接着利用ANSYS软件对臂架原结构和仿生结构分别进行静力学分析计算,结果显示,仿生模型较原模型减重11.41%,并且在强度、刚度等方面均取得了较好的优化效果。     

基于Ansys的折臂式塔式起重机臂架参数化建模和分析

针对目前部分折臂式塔式起重机臂架结构轻量化的问题,基于APDL语言,以折臂式塔式起重机臂架结构为分析对象,囊括参数化建模部分和优化设计部分,针对满载小车位于臂架端部最危险位置时的工况进行有限元计算模拟,旨在满足桁架强度、刚度、稳定性的基础上,利用Ansys的优化功能减轻桁架质量。经过分析,优化结果较原设计方案臂架质量减轻了14.89%,优化效果良好,大大提高了设计的质量和效率,为折臂式塔式起重机臂架金属结构或类似结构轻量化设计提供了参考。     

巷道式存取机主梁的有限元分析

介绍了专用自动化立体仓库巷道式存取机的结构,利用Ansys有限元分析软件对该巷道式存取机的主梁建立了有限元模型,并对其最危险工况进行了静力分析,校核了其强度与刚度,通过对主梁结构的模态分析,提取了前6阶模态,获取了各阶模态的固有频率和固有振型。分析结果为存取机的进一步优化设计提供了依据。     

混凝土泵车布料臂架系统多体动力学仿真

运用多体动力学理论和方法,建立一种混凝土泵车布料臂架系统动力学仿真模型,应用仿真模型对布料臂架系统进行了仿真研究,得出了该臂架系统各组成构件之间铰点的作用力变化规律,为布料臂架系统组成构件的结构参数设计提出了依据,尤其是为臂架系统连接件的应力应变疲劳寿命的评估分析以及关键结构件的最优化设计给出基本数据,这一研究为开发布料臂架系统虚拟样机打下基础.     

轴类零件压力校直机机体结构分析与优化

以某型号轴类零件压力校直机机体为研究对象,用Solid Works软件建立轴类零件压力校直机主机机体的三维结构模型,并将校直机机体的三维模型导入ANSYS Workbench软件。应用该有限元分析软件对机体在极限工况下进行静力学分析,根据压力校直机机体的静力学分析结果可知,机体的刚度满足要求,但是强度已经超出了安全应用,需要对机体结构进行优化设计。重新设计的压力校直机机体刚度和强度已经满足要求,但是结构中存在质量冗余部分,为了满足使校直机轻量化的要求,需要对机体的形状进行合理的改进。优化和改进前后分析结果对比说明:经过优化设计后机体的质量减少22.3%,机体的强度和刚度明显加强。     

基于瞬态动力学强夯机臂架折弯事故分析

为获得某型强夯机臂架发生局部屈曲和整体失稳事故的原因,通过现场调研,提出了几种臂架折弯的事故假设。采用有限元法对强夯机臂架系统进行静态分析和瞬态动力学分析,结果表明:在正常作业工况,臂架结构满足强度要求;防倾杆弹簧压死时,若臂架继续变幅或者夯击工作,突然释放夯锤产生的冲击力易造成臂架局部超过管材屈服极限,导致整体垮塌。找到了臂架折弯的真正原因,通过对强夯机操作人员的现场指导,更换后的新臂架未再出现折弯事故。     

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。     

大型组合臂架桁架式加强结构的设计与研究

为了解决大型组合臂架的侧向刚度不足问题,设计出一种组合臂架的桁架式加强结构.依据GB/T3811-2008进行计算,该加强结构克服了大型组合主臂架侧向刚度不足的问题.为了定量化表达该加强结构的作用效果,运用有限元计算软件SAP2000对环轨起重机的臂架结构进行了3种典型工况的计算.经计算分析,该加强结构可显著提高组合臂架刚度,为大型组合臂架的研制提供参考.     

布料机下回转支座正交试验优化研究

应用基于正交试验优化设计的方法对梭式皮带布料机下回转支座的强度进行分析研究,对初始设计下的布料机下支承座结构进行了有限元分析,针对它刚度满足要求,但强度不满足要求的情况,以下支承座结构的筋板厚度、筋板个数、过渡圆角半径以及上盖板厚度为影响因子,采用正交组合试验优化设计分析的方法,对四种因素组合影响下的结构进行基于有限元法的试验分析评价,得出了各因素水平的指标评价体系,并提出了最佳组合改进方案。优化结果表明,下支承座的强度性能明显提高,优化结果为同类结构的优化设计提供了理论依据。