面向轻量化的重型卡车板簧压板优化设计

根据企业对板簧压板进行更换原材料QT500-10为ZG650-830的要求,为降低成本,需对其进行轻量化设计。采用Ansys Workbench建立了板簧压板的参数化有限元模型,以其内腔相关参数为设计变量,通过实验设计生成设计参数样本空间,经有限元求解得到样本点的响应面,同时通过对设计变量的灵敏度分析,确定结构参数优化方向。采用乘除法给出多目标优化的数学模型,利用Workbench进行尺寸优化设计,得到板簧压板的一次轻量化模型;然后对一次轻量化模型进一步进行拓扑优化,得到其最终轻量化模型。研究表明,轻量化后的板簧压板满足强度与刚度要求,结构安全性能提高,与原结构相比减重比达26.78%。     

基于响应面法的挖掘机三油缸结构动臂轻量化设计

考虑到三油缸结构动臂的结构特殊性,以及传统经验方法在结构设计上的保守性因素,提出了基于响应面法的变厚度轻量化设计方法,并搭建了基于多学科优化软件Isight、有限元软件Nastran以及利用Python语言二次开发的集成优化环境。基于板壳理论与测试数据建立了三油缸结构动臂危险工况的有限元参数化模型,并以其主要板厚尺寸为初始设计变量,以结构强度、刚度及重量为模型响应,结合最优拉丁超立方设计法对初始变量进行了灵敏度分析,使用筛选后的设计变量拟合响应面模型(RSM);以结构强度和刚度为约束条件,动臂质量最小为目标函数,采用多岛遗传算法对响应面模型进行优化。结果表明,在保证结构性能的前提下,该方法轻量化设计后的动臂减重14.7%,优化效率较有限元模型提高84%左右,优化效果显著且大幅度缩短了设计周期。     

基于ANSYS的梳齿塔库提升平台结构优化设计

根据梳齿塔库提升平台的需求,建立三维实体模型,利用有限元分析软件ANSYS Workbench对提升平台进行静力学分析,分析结果显示其强度和刚度均满足设计指标要求。基于建立的提升平台模型,以梳齿结构为优化对象,构建Kriging响应面模型,运用多目标遗传算法获得Pare to前沿解集,进而得到优化的梳齿结构并进行偏载工况验证。验证结果表明,有限元仿真分析、响应面模型和多目标优化算法的结合应用,能够保证提升平台在满足强度和刚度的情况,快速确定关键受力构件的合理结构尺寸,实现提升平台的轻量化设计,降低制造成本。     

振动式分选机的设计与响应面优化

针对废铅酸蓄电池再利用的预处理过程,提出具有实际意义的振动式分选机的优化设计方法。首先,计算相关参数获得初始模型,借助ANSYS Workbench进行有限元分析,使其初步符合设计要求。其次,以减小质量、提高强度和提高第三阶固有频率为优化目标,选取关键尺寸参数为设计变量,通过中心复合试验设计方法选取合适的有限元分析样本点,利用最小二乘法拟合含交叉项的二次多项式,获得目标与变量的近似响应面数学模式,再运用遗传算法进行优化获得全局最优解。最后,对比有限元计算值与响应面计算值验证响应面法可行性。结果表明:减少质量5.9%,降低最大等效应力46.9%,提高第三阶固有频率30.1%,降低了优化计算量。     

NTE240型矿用车驱动桥壳结构强度与模态分析

为验证NTE240型电动轮矿用自卸车驱动桥壳设计的合理性,利用Pro/E软件建立驱动桥壳的三维模型,导入Ansys Workbench建立桥壳的有限元模型,并通过Ansys Workbench进行驱动桥壳的结构静力学分析和模态有限元分析。分析结果显示,该桥壳具有足够的静强度和刚度,并具有足够的抗振性。上述分析结果可以为桥壳的结构优化设计提供参考依据。     

定点落料输送机轻量化设计与试验

在ANSYS Workbench中,使用beam188梁单元建立定点落料输送机参数化模型,在满足结构的变形、强度和安全系数的条件下,将主要承载截面尺寸设置为优化变量,运用响应面优化算法,寻找结构质量最轻的尺寸设计组合方案。同时,根据优化结果制作了物理样机,并在样机的关键位置进行物理应变试验,对比分析试验数据,结果表明,整机的质量较优化前减轻了20%,有限元分析结果与试验结果较为接近,且优化后的模型的强度和安全系数都有明显提高。计算结果对其它大跨度结构的设计优化研究提供一定理论参考。     

基于响应面法的双楔角环垫螺栓法兰接头多目标优化研究

双楔角环垫螺栓法兰接头作为一种新型自紧式密封结构,不仅密封性能稳定可靠,而且法兰结构紧凑、重量更小,可以节省大量材料。将有限元法和最优化方法结合起来,可以很好地实现双楔角环垫螺栓法兰接头的多目标优化设计。采用正交试验设计和响应面法来确定法兰结构参数的几何尺寸组合,利用大型有限元分析软件Abaqus对法兰不同结构参数进行建模计算,并拟合响应面模型,然后通过MATLAB优化设计方法,得到法兰最优尺寸参数。计算结果表明,优化后的双楔角环垫主面最大接触压力增加26.5%,双楔角环垫从面最大接触压力增加11.2%,法兰重量减轻31%。     

大客车车身骨架多学科协同优化设计

对某全承载大客车车身骨架结构进行包括轻量化、刚度、强度、振动模态和翻滚的多学科设计优化,以提高客车的综合性能.为克服客车翻滚分析的高度非线性带来的寻优困难,并解决结构有限元分析的低效问题,建立各学科的近似模型.首先建立大客车车身结构有限元模型,其中刚度、强度以及振动模态分析由Msc.Nastran完成,翻滚分析由显式动力学软件Ls-dyna完成.其次结合工艺要求和灵敏度分析结果,选择出各学科的设计变量,用优化的拉丁方方法完成试验设计.在此基础上,采用响应面方法建立各学科结构响应的近似模型.建立客车车身骨架结构的多学科优化模型,并用协同优化方法求解.结果显示,优化后的设计方案在轻量化、刚度、强度、模态振动和翻滚安全性方面均优于原设计方案.     

汽车钢制车轮的响应面法优化设计

针对汽车钢制车轮研发周期长和生产成本高的问题,以15×5J钢制车轮为例,基于ANSYS Workbench 19.2软件完成车轮重要尺寸的参数化建模并创建车轮弯曲疲劳试验有限元模型,采用优化空间填充设计法,生成车轮重量及Mises应力的试验数据,获得车轮重量及应力响应面,最终在短期内成功确定车轮最优轻量化数模并应用于生...     

基于Ansys Workbench的一种新型铁路起重机转台轻量化探析

以有限元分析软件Ansys Workbench协同仿真平台为工具,对传统的转台结构进行拓扑优化,在拓扑优化结果的基础上提出了一种新型的转台结构,并保守地赋予了板厚。利用Workbench中DM、Mechanical以及DX 3大模块之间的无缝连接,完成了新型转台结构的参数化建模、结构分析和基于神经网络响应面法的优化设计,轻量化效果显著,为相关设计提供了参考。     

一种新颖的A／D转换器

本文介绍的Ａ／Ｄ转换器是利用Ｚ８系列单片机内部提供的两只比较器以及定时器加上简单的外围电路构成，在程序的控制下完成Ａ／Ｄ转换。实验证明，这种Ａ／Ｄ转换器的分辨率较高，温度系数也很小，价格低廉，精度和３１２位数字万用表相当，由于它的转换速率较慢，所以适用于慢速信号的Ａ／Ｄ转换。稍加外部控制电路，就可完成一定的检测和控制功能。     

四足步行机弯道行走步态

弯道行走是四足步行机步态拟定中还未被研究的问题,可它对研制衫的四足步行机十分重要。根据地面情况先拟定出使步行机稳定而不会跌倒的行走步态,然后依可行性条件来检查步态是否可行。依据步行机的结构参数找出该步行机的稳定可行步长的转角集。只要在这个稳定可行集内选择步态的步长和转角,按本文方法拟定转弯步态,该步态必能保证步行机平衡行步。     

低压电器过载特性试验中气动夹具的设计

针对低压电器过载特性试验中的特点,介绍气动试验夹具设计的过程和方法,该方案解决了夹具接触电阻的变化对试验结果的影响,提高了试验结果的可靠性.     

新型带有初始位置调整装置玻璃搬运气动机械手设计

介绍了所提出新型带有初始位置调整装置的汽车风挡玻璃气动搬运机械手整体方案设计及具体气动控制系统设计，并对机械总体结构和结构要点设计进行了一些讨论。     

A NEW VIBRATION ISOLATION OF A HYDRAULIC SYSTEM USING A HETEROSYNAPTIC NEURAL NETWORK

Many hydraulic components have non-linearities to some extent. These non-linearities often cause time delays, thus degrading the performance of hydraulic control systems and making it difficult to model them. This paper proposes a new vibration isolation control algorithm that eliminates the need for sophisticated modeling of a hydraulic system. The algorithm is a hybrid-type control scheme consisting of a liner controller and a heterosynaptic neural network controller. Using this control scheme, simulations and experiments were performed for 1 and 2 degrees of freedom vibration isolation. The hybrid-type controller can isolate the vibration significantly better than can the linear controller. Also, from the weight values of the heterosynaptic neural network, a second-order equivalent differential model of the hydraulic control system can be obtained, which provides useful information such as the stability and the characteristics of the control system.     

六足步行机缩放式腿机构的计算机辅助设计

本文分析了六足步行机圆柱型缩放式腿机构的运动规律及其受力状况,并结合机构的运动空间、六足步行机的最佳机体高度及结构约束等条件,给出了一种合理选择这种机构各设计参数的优化设计方法及计算实例。     

旋转单线圈智能磁场测量法

本文介绍了一种基于电磁感应定律、采用单片机实现自动控制和实时监测的智能化单线圈磁场测量方法。实验结果表明:该方法精度高、准确性好,可以测量0～10T范围的稳态磁场值,精度达到:0.1%。