某型号电机底座模态分析及固有频率的优化

为计算某型号电机底座的固有振动频率,研究其共振特性,利用Lanczos 法对其进行模态分析,得到了前6阶固有频率及振型。在此基础上,运用Hyperworks软件的Optistruct模块,对底座结构的固有频率进行优化。优化结果表明,此方法能有效提高底座的1阶固有频率,从而避开谐振区,抑制电机与底座之间发生共振。     

螺杆压缩机底座的固有频率分析

运用Solid Works软件建立某固定式压缩机底座三维实体模型,通过simulation分析插件建立有限元模型,进行了底座固有频率分析,得出相应的振型和频率值,同时与激励频率值作对比,看是否会因为底座的刚度问题而引起共振。为类似问题的解决提供一种有效的判定方法。     

基于拓扑优化与多目标优化的机床底座结构设计

为了在底座初期设计时尽可能减轻其质量、降低静应力变形、提高其固有频率,首先基于变密度法,建立以底座质量为优化目标函数,静应力变形和固有频率为约束的拓扑优化数学模型,实现1次优化;然后基于响应曲面法,建立以底座质量、静应力最大变形量和1阶固有频率为目标函数与约束条件的多目标优化模型,实现2次优化。分析两次优化的有限元结果:相比于1次优化,2次优化后的底座质量减轻2.5%,静应力变形量降低16.2%,1阶固有频率提高6.0%。     

基于基结构法的液压机底座结构拓扑优化

为使液压机底座结构的拓扑设计更加合理,提出了基于基结构法的底座结构拓扑优化方法,并以8 MN液压机底座为例,给出了以板为基本结构单元的底座基结构和建立在基结构基础上的包含尺寸变量和拓扑变量的结构拓扑优化数学模型。针对该拓扑优化问题,设计了专门的遗传求解算法。     

考虑固有频率最大化的快速反射镜结构系统拓扑优化设计

基于变密度拓扑优化方法和分段插值材料模型,文中提出了面向快速反射镜结构系统固有频率最大化的拓扑优化数学模型,解析推导了结构固有频率相对于伪密度设计变量的灵敏度。在不同多点固定力学条件下,开展了快反镜支架的拓扑优化设计,得到了不同的固有频率优化迭代曲线和结构拓扑构型。基于拓扑优化结果,进行了快反镜结构系统的三维模型重构,通过有限元模态分析结果可知,快反镜结构系统的固有频率得到较大的提高。     

电机定子低阶固有频率计算

通过对叠层圆筒振动特性的讨论 ,归纳出电机定子振动的低阶平面模态特性。在计及定子各部分动能和势能的基础上 ,运用拉格朗日方程建立相应的频率方程 ,求得定子振动低阶固有频率。实验结果验证了理论预测结果。本文的方法可用在电机设计阶段对定子固有频率进行预测。     

基于拓扑优化的轮毂电机壳体结构轻量化研究

轮毂电机为电动汽车驱动系统核心部件,其结构、强度特性对整车运行稳定性与可靠性具有重要影响,直接决定整车动力性与安全性。根据某电动汽车轮毂电机壳体结构参数、工况及结构特征,建立壳体结构三维力学模型。在对壳体结构系统进行模态分析与静力学分析的基础上,以质量优化为目标,对壳体结构非承载区域进行拓扑优化与结构设计。为验证分析结果,对优化后壳体结构进行模态及静力学分析。结果表明,壳体结构系统质量降低5.5%,系统部分固有频率提高,轮胎轮毂安装螺栓根部局部应力集中得到改善。     

基于有限元仿真的抽油机底座拓扑优化研究

在Hyper Works软件仿真环境下,以在产抽油机某机型减速器底座为设计分析对象,结合模态分析、屈曲分析完成拓扑优化过程.通过不同优化结构对比分析,得到工作载荷下的屈曲极限,利用拓扑优化完成其板材结构、筋板分布、板材厚度的优化分析,从而达到抽油机减轻重量、提高强度的效果.     

基于拓扑优化的高速精密数控车床床鞍设计

为满足现代数控机床的高精度、高效率、高速度要求,提高机床基础部件的静、动态性能及轻量化设计,基于有限元拓扑优化方法,以ADGM高速精密数控机床关键部件床鞍为对象,对其结构进行了优化设计。首先基于变密度法建立以床鞍质量为目标函数,静刚度和固有频率为约束的拓扑优化数学模型,然后依据拓扑优化结果获得床鞍最佳结构布局;最后在床鞍最佳布局基础上,按照真实设计需求形成工程设计方案,并完成床鞍的整体设计。结果表明,与原有设计方案相比,新设计方案在床鞍质量减少13%的情况下,最大位移降低幅度超过6%,床鞍一阶固有频率提高8%,床鞍二阶固有频率提高7%,床鞍三阶固有频率提高6.7%。验证了上述方法的有效性,为机床基础部件设计提供了理论依据。     

拓扑优化在铝合金钳体优化中的应用

以某SUV车型盘式制动器钳体为研究对象,从使用轻量化材料和结构优化两个方面对钳体进行了轻量化分析.首先,用CATIA建立了钳体的三维模型,在HyperWorks中建立了其仿真模型,并进行了刚度和强度分析,得到了其应力云图和位移云图.使用铸造铝合金材料对钳体进行了轻量化分析,发现其并不满足刚度要求后,对铝合金材质的钳体进行了尺寸改进,为了确定合理的改进尺寸,选取了5组尺寸数据并进行了建模和仿真对比;其次,基于变密度法,建立了钳体拓扑优化的数学模型,对钳体进行了拓扑优化,确定了铝合金材质钳体的合理结构,并在CATIA中重建了优化后的模型,对重建模型进行了静力分析,得到了优化后钳体的应力、位移云图,证明优化后的钳体满足刚、强度要求,且质量下降到原来的43％.最后,对原始钳体和最终优化钳体进行了疲劳寿命分析,验证了优化后钳体的合理性.     

拓扑优化在发动机吊挂结构设计中的应用

研究了拓扑优化技术及其在航空发动机吊挂结构设计中的应用。建立了拓扑优化问题的数学模型,进行了灵敏度分析,采用CONLIN算法进行优化迭代求解,并介绍了消除数值不稳定现象棋盘格的方法。建立了基于通用有限元分析软件ANSYS和CONLIN优化算法的优化设计平台,采用FORTRAN语言编写了相应的有限元二进制数据读取、灵敏度求解、灵敏度过滤和流程控制等算法。将本方法用于发动机吊挂的结构设计中并得到合理的结果,证实了其有效性。     

拓扑优化在电梯轿厢架支撑结构设计中的应用

文中把拓扑优化设计理论引入某电梯轿厢架的支撑结构设计中,利用先进的有限元分析软件,完成了多工况下的电梯轿厢架支撑结构的拓扑优化设计。确定了轿厢架支撑结构的最佳结构布置方案,为后续设计提供指导。     

龙门导轨磨床立柱的多目标拓扑优化

以多工况下的应变能和结构振动固有频率为优化目标函数,对龙门导轨磨床立柱进行多目标拓扑优化。将质量小于1.3t做为约束函数,得到最佳质量分布云图,根据质量分布云图重新对立柱部件进行结构设计,再对新立柱做进一步的多目标参数优化,采用同样的约束函数和目标函数完成尺寸优化。优化结果表明,质量减少18%,最大总位移减少6.7%,第一阶固有频率提高11%。实现了在减少材料使用的情况下提高立柱动静态特性的轻量化设计目标。     

板式直线压电振子的拓扑优化与实验

为了提高直线超声电机的性能,采用拓扑优化方法设计了板式直线压电振子的拓扑结构.首先,在不改变电机几何外形尺寸的情况下进行原型机的拓扑优化分析;其次,对原型机和拓扑优化电机进行模态分析和谐波响应分析;最后,进行了原型机和拓扑优化后电机的机械性能测试.由实验结果可得:原型机最大输出力为1.5 N,采用拓扑优化设计的定子结构...     

拓扑优化技术在机翼前缘设计中的应用

针对柔性机构实现机翼前缘变形问题,应用连续体拓扑优化技术,以实际位移与目标位移之间的偏差为目标函数,材料用量和屈服应力为约束,并考虑到机翼表面受载荷约束等实际情况,建立SIMP(solid isotropic material with penalization)密度刚度插值的拓扑优化模型。分别采用Mat-lab及Ansys软件对柔性机构优化设计和仿真分析,并最终进行了铝合金实物模型形变实验。研究结果显示:机翼前缘断面模型在0~1 N/mm均布外载约束下,可实现0~6.7°理想的机翼前缘变形。     

拓扑优化在XH2725机床横梁结构优化中的应用

基于连续体ICM拓扑优化方法，以动力学仿真分析为基础，利用先进的有限元分析软件，建立了某数控加工中心横梁结构拓扑优化模型。根据对模型的拓扑优化结果分析，确定了横梁的最佳结构方案，仿真结果表明其动、静态特性有较大提高。     

拓扑及参数优化方法在专用汽车车架结构设计中的应用

提出了将拓扑优化理论和结构参数优化方法综合应用于集装箱半挂车车架结构设计中的设计思想。在结构设计的开始阶段引入拓扑优化理论．先对结构进行布局优化,以获得较合理的初始结构方案,再通过结构参数优化设计,得到满足其强度和刚度及设计工艺要求的最优结构。探讨了拓扑优化设计过程中,基本结构建立、优化过程控制及优化结果分析与应用等问题。在ANSYS软件平台上进行了CAE软件包的二次开发．设计了集装箱半挂车车架优化设计专用软件模块。     

改进的遗传算法在连续体结构拓扑优化中的应用

应用遗传算法进行结构拓扑设计可以克服传统方法的诸多不足。本文应用遗传算法,采用基于“链码”的编码方式和数学形态学的变异算子,设计了一种连续体结构拓扑优化的新方法。此方法消除了棋盘格和铰接现象,提高了优化分析的效率,可以在较短的时间内找到优异的拓扑结构。     

往复压缩机底座结构有限元静力学分析及优化

对于往复压缩机机组设计来说,底座设计占其中重要一环,如何选择底座型钢的规格会很大程度上影响机组的成本和尺寸,采用有限元结构分析方法,对不同由不同规格型钢焊接成的底座进行有限元结构静力学分析,结合钢结构设计的国际标准,对比不同底座之间的应力及应变分析结果,综合考虑焊接及制造误差之后,综合选取了CASE1方案.为压缩机底座...