2K-H型多级行星齿轮减速器优化设计系统

讨论了行星齿轮减速器设计中的穷举优化因素,以太阳轮和全部行星轮的体积之和最小为优化设计目标函数,以太阳轮的参数为设计变量,建立了优化数学模型,设计出行星轮系的优化设计系统,并以三级行星减速机为例,介绍了该系统的实际应用。     

汽车线控制动系统参数优化研究

研究汽车智能机电一体化制动系统,汽车线控制动系统根据制动意图和制动性要求控制电机产生制动力矩,制动实时性和主动安全性高,同时实现系统轻量化.为解决上述问题,研究了线控制动系统的结构和方案设计.然后,建立了锥齿轮和行星齿轮传动组成的电机二级减速装置的多变量带约束非线性优化数学模型,以减速器体积最小为优化目标,以锥齿轮和行星齿轮传动的齿面接触疲劳强度和齿根弯曲疲劳强度条件等为约束,以齿轮齿数、模数、齿宽、传动比等多参数为优化变量.最后,采用带约束多变量优化算法和遗传算法进行了减速器的七个参数优化.结果表明,所采用优化方法有效最小化减速器体积而保证减速器强度等工作条件,实现线控制动系统的轻量化和最优设计目标.     

基于ANSYS Workbench的T形结构优化设计

针对T形结构传统设计周期长、材料利用率低、设计成本高等问题,使用SolidWorks建立数字模型,将其转换成ANSYS Workbench可读的格式文件,进行拓扑优化设计。对T形结构在载荷作用下进行最优化设计,建立以单元材料密度为设计变量,以结构最小柔顺度为目标函数,以质量减少百分比为约束函数的数学模型。采用ANSYS Workbench的Topology Optimization模块进行拓扑优化设计,对比优化前、后结构的应力和变形,可知运用拓扑优化技术实现T形结构的轻量化设计合理有效。     

带有侧隙的行星齿轮传动动态特性研究

掘进机截割部减速器一般采用行星齿轮传动。掘进机工作时较大的载荷冲击会加剧截割部减速器齿轮的磨损,产生侧隙,从而影响齿轮的受力。本文运用力学原理建立了带有侧隙的行星齿轮传动的动力学方程,建立了三维模型,并在ADAMS中进行了动力学仿真,得到了行星齿轮传动的啮合力仿真曲线,揭示了啮合力的一些规律及其影响,得到了带有侧隙的ADAMS虚拟样机。同时,本文也为减速器箱体的虚拟样机分析提供了数据来源。     

转向架齿轮箱吊杆的优化设计

针对某转向架齿轮箱吊杆开发设计过程中吊杆原始结构工作安全因数过大的问题,为进行轻量化设计,基于OptiStruct采用拓扑优化结合自由形状优化的方法对吊杆进行优化设计.优化后吊杆的质量减轻约38.3%,其工作安全因数和刚度满足要求.     

飞机平尾普通肋的优化设计

在飞机平尾普通肋的轻量化设计过程中,采用桁架肋代替传统的腹板肋,并利用HyperWorks的OptiStruct模块对桁架肋进行详细的尺寸优化和形状优化.优化设计时以结构质量最小为目标函数,以肋缘条与斜支柱的截面参数为设计变量,以von Mises应力和临界屈曲因子为约束条件.优化后的桁架肋质量比原腹板肋约减少29%,表明采用该方法对飞机平尾结构进行轻量化设计可行.     

电推卫星方圆过渡结构轻量化设计

讨论在考虑强度约束和动力学约束的情况下,全电推进卫星的方圆主承力过渡结构的轻量化设计.利用三维拓扑优化技术对方圆过渡结构进行优化设计,确定方圆过渡结构的传力路径,并据此进行创新构型设计.对创新构型进行强度及动力学分析,验证其在强度性能、动力学性能上的优越性.     

卫星载荷安装平台结构轻量优化与仿真分析

结构轻量化是目前航天器设计的发展趋势.以国内某高精度成像卫星有效载荷安装平台为对象,为了降低卫星平台的质量,同时满足其在复杂外热流环境下的热变形要求,分别采用拓扑优化与铺层优化两种方法对卫星安装平台进行轻量优化设计.在整星有限元热变形分析基础上,以载荷安装平台的质量最轻为目标,对结构进行优化设计,并对整星进行模态分析以验证设计方案的可靠性.两种优化方法均满足结构热变形设计要求,相比拓扑优化方法,铺层优化方法可以大幅降低安装平台质量,并且可行性高.     

基于ANSYS Workbench的停车顶检测车底架优化设计

运用三维设计软件SolidWorks建立了停车顶检测车底架的参数化模型,利用ANSYS Workbench软件对原有底架进行了静力学分析和形状优化设计,然后建立尺寸优化设计数学模型,对底架进行了响应面分析和灵敏度分析,运用多目标遗传算法(MOGA)对形状优化后的模型进行了尺寸优化设计,两次优化设计后的底架,质量降低了34％,实现了检测车底架结构的轻量化设计,节约了搬运过程中的人力物力,降低了工程造价,同时为以后类似结构的设计提供了参考依据.     

空间望远镜次镜支撑结构拓扑优化和分析

为实现空间望远镜的结构轻量化,以中心悬臂式次镜支撑结构为研究对象,采用变密度拓扑优化方法,利用HyperWorks的OptiStruct实现其最优化设计.对优化后的结果进行静力学和动力学验证,结果表明：经拓扑优化的次镜支撑结构设计合理,质量减轻44%;拓扑优化技术在空间望远镜结构设计中有效.     

某光电经纬仪主镜轻量化设计与研究

为了得到符合主镜镜面变形要求的轻量化结构,利用三维建模软件UG建模,并用有限元分析软件Patran对主镜镜面面形进行分析。应选择微晶玻璃作为主镜材料;接着,对支撑结构进行优化;而且设计轻量化结构,并分别以筋厚以及镜面厚度为变量,分析两者对光轴垂直时的轻量化结构镜面变形量的影响,并最终得到优化后轻量化结构。结果表明,优化后轻量化主镜质量为35.55kg,轻量化率为59.39%,且光轴垂直时,PV=26.24nm,RMS=5.73nm,满足设计要求。     

某无人作战平台翻转臂的结构优化设计

研究某无人作战平台翻转臂结构的优化设计,为确保可靠性以及提高灵活性,先进行前期结构优化设计和强度校核,再进行优化.根据随机变量法设计灵敏度,以相对密度为设计变量,以加权应变能为目标函数,分析不同参数对结构性能的影响;根据优化结果和加工工艺要求,通过修改对翻转臂结构影响最为灵敏的参数来改善模型的结构.仿真结果表明,优化后的翻转臂的质量减轻了近20％,达到了轻量化的目的,提高了翻转臂的灵活性,为武器平台的结构优化设计提供了依据.     

多目标轻量化的白车身隐式参数数值模拟

普通方法构建的白车身多目标轻量化设计模型存在精准度低、优化效果差的问题.通过隐式参数数值模拟方法,先对白车身构建隐式参数化模型,再通过非安全件轻量化优化设计和正面碰撞安全件轻量化优化设计实现白车身多目标轻量化.通过对该方法的性能优化验证及对比实验发现,经过多次迭代后,上述方法构建的白车身模型的精准度均大于90％,优化变化率大于8％.     

基于Hyperworks的平衡轴支架拓扑优化设计

拓扑优化是一种根据载荷、约束及优化目标寻求结构材料最佳分配的优化方法,既可用于全新产品的概念设计,又可用于已有产品的改进设计;基于Hyperworks平台采用变密度法进行重卡平衡轴支架的拓扑优化设计,对优化后的重卡平衡轴支架进行有限元分析,将其应力分布、质量与原设计做比较;研究表明,经拓扑优化后的重卡平衡轴悬轴支架,应力大小大幅度减少,应力分布更加均匀,质量大幅度减少,实现了轻量化,为平衡轴支架结构的改进设计提供了重要的技术信息。     

电动滑板桥轻量化优化设计

本文通过SolidWorks建立参数化的电动滑板桥三维模型,导入ANSYS Workbench中进行静力学分析,根据分析的应力、应变结果,进行拓扑优化,得到合理的拓扑结构。结合拓扑优化结果和工程经验,以质量最小为目标函数,强度为约束条件,进行滑板桥尺寸优化设计,在保证滑板桥强度前提下,优化后的滑板桥比原滑板桥质量减少了33.33%,取得良好的轻量化效果。该优化方法为电动滑板车轻量化设计提供一种思路。     

基于Inspire的一体式复合支架拓扑优化设计

针对发动机悬架与发电机支架集成的一体式复合支架轻量化设计问题,采用solidThinking软件中的Inspire模块,基于变密度理论,以支架刚度和模型体积为优化目标,以设计空间的单元相对密度为设计变量,以模型振动频率和厚度为约束条件,对复合支架进行拓扑优化设计。在保证支架结构强度可靠性的前提下,优化后复合支架的质量减小、1阶模态频率提高。     

悬臂式掘进机截割臂互换性设计

针对现有掘进机多采用单一的横轴式或者纵轴式整机,对不同岩层掘进工作的适应能力差等问题,提出一种面向不同岩层的掘进机截割臂互换性设计方案。对纵、横轴式2种掘进机的结构特点与性能进行了对比分析;针对2种截割臂工作模式的特点,分别设计了相应的截割减速器。Solidworks仿真结果表明,与单一横轴式或者纵轴式掘进机相比,采用互换式截割臂结构可有效提高掘进机对不同岩层截割工作的适应能力,提高掘进效率,节省设备运输及使用成本。     

基于隐式参数化的车身多学科轻量化设计

为实现整车综合性能的快速方案验证和优化设计,在新车型设计阶段构建车身隐式参数化模型,并对其进行模态、刚度和安全等综合性能计算,验证参数化模型的有效性。基于灵敏度分析、试验设计（design of experiments, DOE）方法和近似模型优化等策略,对某白车身进行多学科轻量化设计。优化设计结果表明,白车身的模态、刚度和安全性能均满足设计要求。     

基于拓扑优化的新能源汽车摆臂轻量化设计

为对某新能源车型前悬挂下摆臂进行结构轻量化设计,运用悬挂动力学模型提取摆臂各连接点在各工况下的静载荷,结合拓扑优化分析方法,获得摆臂的最佳传力路径和材料分布,明确轻量化优化方向。优化结果表明,优化后的摆臂强度满足设计要求,质量减小27%。     

膜片自动供给装置关键部件优化设计

光学膜片供给是显示器生产线的重要环节,其中悬臂结构在自动化设备上有着不可替代的作用。因为悬臂结构的重要性,对其进行结构设计和优化是必要的。本文设计了一种龙门式自动化设备,对其关键部件悬臂结构进行了静力分析,其应力应变均满足设计要求。为了节省材料和优化结构,采用workbench提供的DesignExploration模块对该悬臂结构进行尺寸优化。优化结果显示:悬臂结构的厚度对总变形和应力最为敏感,且长宽高的最优参数为340.44 mm,宽为330.64 mm,厚度为10.186 mm。为了减轻悬臂结构质量,设定目标为减少20%重量,优化后和优化前相比质量减少21.7%,而应力和变形均在合理范围内。对该悬臂结构的优化设计可为自动生产线的设计和应用提供了借鉴意义。