多工况悬架下摆臂结构优化设计方法研究

采用了多种优化设计方法,以某悬架结构为例进行了结构优化设计方法研究.通过对车辆行驶工况和对车体空间布置的分析,建立了拓扑优化可设计域和非可设计域,完成了悬架结构的拓扑优化设计,并建立了工程结构.基于强度分布与应力干涉理论,将可靠性理论和优化方法相结合,进行了可靠性优化设计.其优化结果与尺寸优化和形状优化结果进行了对比,证明了优化设计方法的有效性和可行性,为工程结构提供了一种新设计思路.     

基于ANSYS对压力容器的应力分析与结构优化

应用ANSYS软件对平板封头压力容器进行应力分析和结构优化设计.结合机械优化设计方法,采用ANSYS软件中提供的一阶优化方法,得到精确方案,在满足应力强度要求下容器重量下降4.7%,优化结果明显.该方法对压力容器在工程中的应用起到一定作用.     

某涡轮盘应力计算及优化设计分析

本文以某涡轮盘为模型,利用有限元分析的方法,对几种高温合金材料的涡轮盘进行了应力计算分析。利用AN-SYS参数化语言APDL编写了计算分析涡轮盘剖面参数化成形、应力分析及涡轮盘优化程序。采用一阶优化方法对涡轮盘进行了结构优化设计计算分析,实现了涡轮盘结构的参数化建模和优化设计一体化。试验结果表明改进后的涡轮盘结构合理可靠。     

碳纤维增强复合材料加固中心孔钢板综合优化

采用多级优化方法对碳纤维增强复合材料加固中心孔钢板进行优化设计,首先,采用拉丁超立方方法选取试验样本点,利用移动最小二乘法拟合近似代理模型,在代理模型基础上采用自适应响应面优化方法优化基本铺层厚度;然后,结合复合材料制造约束条件,利用Optistruct对铺层顺序进行优化,得到最佳铺层设计方案。经过多级优化设计后,钢板中心孔处应力分布更合理,最大Mises应力减小了56.6%。     

热弹性结构全局应力约束拓扑优化设计

针对静强度失效问题,提出一种基于全局应力约束的热弹性结构拓扑优化设计方法。考虑热载荷和机械载荷共同作用下,以结构的体积最小化为目标函数,利用应力松弛方法来消除奇异解现象,采用改进的P范数方法将所有的单元应力凝聚化为一个近似等于结构最大应力的全局应力,利用全局应力作为约束,建立热弹性结构全局应力约束拓扑优化模型,采用移动近似线算法进行拓扑优化问题的求解。数值算例表明热弹性结构全局应力约束拓扑优化设计方法是有效的。随着温度载荷增大,应力约束拓扑优化获得的拓扑结构不同,最优结构的用材有所增加。     

基于拓扑和形貌优化的泵车连杆优化设计

为了实现泵车连杆轻量化并保证结构稳定性,引入拓扑优化和形貌优化设计方法,在多工况下,以整体屈曲、体积分数和应力为约束,进行连杆优化设计,获得合理的材料分布及加强筋分布,实现结构轻量化,提高了稳定性,为连杆优化设计提供了一种可行且有效的方法。     

基于ANSYS参数化语言的压力容器优化设计

通过有限元软件ANSYS,结合机械优化设计方法,对Φ500mm钛合金压力容器进行应力分析和结构优化设计。优化结果表明:在容器重量下降331g,降低约2%的基础上,结构不连续区域最大应力下降183.84MPa,降低约17.23%,容器应力分布更加均匀合理。     

超高压反应釜有限元分析计算

本文在分析了超高压容器的结构特点的基础上,利用有限元法建立了符合实际的计算模型,并进行了合理的单元划分。对一台超高压水晶釜的端部局部几何不连续段进行了应力分析计算。得出的结果与试验实测应力值吻合较好。证明该水晶釜局部结构设计较为合理,无须特别考虑该水晶釜的局部应力集中情况。     

基于拓扑优化重型自卸车后桥结构优化分析

重型自卸车后驱式布置使得后桥驱动桥壳和A型架成为重要的承载部件,需要承担各种来自车轮的力和力矩。根据重型自卸车后桥驱动壳结构特点,建立该模型的参数化模型,根据实际工况不同的极限受力工况进行载荷分析,并基于有限元进行结构优化分析。根据后桥结构的几何布局要求及极限工况受力特点分析,确定优化分析的条件及载荷工况,基于拓扑优化对其空间结构进行优化,获得不同工况的拓扑优化密度云图,据此对其几何结构进行重新布置。采用电测法对优化设计后的结果进行实车测试。对比分析可知:优化设计后桥结构的应力分布满足要求,整个结构的质量明显减少,而应力分布更加均匀合理;A型架的拓扑优化得到了应力分布合理的结构模型,在模型体积减少的同时还降低了最大应力值,两种满载工况均减小;实车测试与理论分析结果基本一致,验证了优化分析的可靠性,为此类设计提供参考依据。     

蒸压釜Y形橡胶密封圈有限元分析及结构优化

采用有限元方法分析蒸压釜Y形橡胶密封圈在预安装、预压紧及工作状态下的变形与应力分布特性,结果表明蒸压釜密封槽密封腔的密封主要依靠Y形圈唇尖部位完成,同时该部位也最易损坏。分析蒸压釜Y形密封圈结构参数与密封圈应力变化之间规律,得到对Y形密封圈密封性能影响较大的结构参数,并通过正交试验方法对Y型密封圈进行结构优化。通过优化,在保证接触面可靠的接触压力的条件下降低了Von mises应力,且Von mises应力最大值位置由原来的密封唇尖转移到密封唇内侧,有效降低密封唇唇尖部位发生损坏的可能性;同时唇夹角的增大与Y形圈长度的减小可以达到节省材料的目的。因此,通过对Y形密封圈的优化达到了延长使用寿命、节省材料的目的。     

绕丝式超高压容器模糊优化设计

根据绕丝式超高压容器设计的特点,确定了设计变量、建立了目标函数和模糊约束条件,提出了容器简体模糊优化数学模型。通过模糊约束隶属函数分析和运用二级模糊综合评判方法确定出了最优水平截集,将非对称模糊优化问题转化为最优水平截集上的常规优化模型。通过实例进行了模糊优化设计,验证了文中提出的数学模型和优化方法。优化后的超高压容器在承载能力及生产能力不变的前提下,质量比常规设计减轻27．1％,大大减小了整个装置的体积。     

基于有限元分析的大型高压釜优化设计

高压釜是压力精炼的核心部件,基于有限元分析结果对一压力精炼用大型、复杂高压釜进行优化设计。首先以重量最小化为目标,建立高压釜优化设计的数学模型;然后应用前处理软件Hy-permesh和有限元软件Abaqus建立高压釜的三维有限元模型;其次基于力学知识和高压釜结构及承受载荷特点,构造优化算法,并应用构造的优化算法对高压釜进行优化设计;最后依据JB4732—1995《钢制压力容器——分析设计标准》中的应力限制对优化设计获得的高压釜进行安全评定。评定结果表明设计的高压釜能够满足安全需要。     

基于SA算法的压力容器离散变量优化设计研究

考虑制造工艺要求，将所有设计变量均视为离散变量（包括一般离散变量和伪离散变量），并就这两种情况下状态产生函数的设计原理进行深入研究，解决了将模拟退火算法用于离散变量函数优化的关键技术问题，介绍了一种基于模拟退火算法的离散变量函数优化的新方法。建立了以壳体质量最轻为设计目标、以内径（公称直径）和名义壁厚为设计变量的优化设计的数学模型。该模型具有较多的局部极值点，用以数学规划理论为基础的经典约束优化方法求解效果较差，用基于模拟退火算法的离散变量优化设计方法可以取得良好的效果。     

量子蚁群算法在压力容器优化设计中的应用

建立压力容器的优化设计数学模型,利用一种新型的优化算法——量子蚁群算法对压力容器的主要参数进行优化设计。量子蚁群算法在蚁群算法的基础上引入量子理论,该方法能尽快搜索到较理想的下降方向,提高了算法的收敛速度。具体应用实例表明,基于量子蚁群算法的优化设计切实可行,显示量子蚁群算法在化工设备优化设计问题上的可用性。     

压力容器不连续区的有限元分析及优化设计

应用有限元分析软件ANSYS对压力容器的不连续区进行有限元分析及优化设计,获得较为精确的应力分布和参数,得到压力容器设计的最佳方案,推动该设计方法在实际工程中的应用。     

绕丝式超高压容器设计辅助系统

根据绕丝式超高压容器设计的特点,提出了容器筒体轻型化模糊优化数学模型,并利用Visual C 语言,开发了绕丝式超高压容器常规设计和模糊优化设计的计算机辅助设计系统,还利用实例对两种设计结果进行了对比.     

薄壁压力容器的有限元建模研究

按照经典力学理论,对于薄壁压力容器的应力分析,大都采用近似数值计算方法,而运用有限元等数值模拟技术,能比较快速、精确地获得工作状态下的应力数值的大小,以此对结构的设计和优化等提供有力的理论支撑。     

压力容器泄漏事故应急决策系统研究

简述了压力容器泄漏事故的危害,研究了压力容器泄漏事故应急决策系统重要性。以压力容器泄漏介质数据库、压力容器泄漏缺陷数据库和带压密封方法数据库为基础,建立压力容器泄漏介质查找系统,输入压力容器泄漏介质的参数、泄漏部位的名称和几何尺寸,决策系统自动生成带压密封方法、夹具设计图纸、应急救援工器具、安全保护用品、密封注剂牌号、泄漏物的处理方法、应急救援人员的消洗方法等内容的应急决策方案,为压力容器泄漏事故单位做出科学和准确的决策提供信息支持。     

灰色GM(1,1)模型在压力容器抗腐蚀可靠性设计中的应用

压力容器在受腐蚀的情况下会逐渐变薄、泄漏或破裂，针对这种主要失效形式进行分析和研究。介绍了基于灰色系统理论的压力容器可靠性设计原理与方法，给出灰色GM(1，1)设计模型，根据模型所进行的计算实例表明本方法简单、可靠，尤其适合于少数据系统的可靠性设计。     

外压容器设计有关问题探讨

通过对外压容器特别是带夹套容器的特性分析，提出了外压容器进行内压试验在设计时存在的问题，指出了外压内试的局限性。并结合工程实例，给出了解决问题的方法和建议。