恒加速度离心机转臂的稳健设计方法

在对恒加速度离心机转臂结构参数取值范围粗略估计的基础上,安排以Pro/E软件实现的正交数值实验,并用正交多项式拟合出各主要参数对转臂重量、转臂所受最大应力和转臂最大位移的响应面模型.然后,以转臂的重量为优化目标,而以转臂所受的最大应力和最大位移量为约束条件,对响应面模型进行优化,找出转臂最合理的结构参数组合,并用有限元软件对优化结构所受最大应力和最大位移进行验证.计算结果表明转臂以Pro/E为基础的稳健设计,可提高设计效率,并得到满意的设计结果.     

土工离心机吊篮的设计及优化方法

在对土工离心机吊篮设计的基础上,采用分块优化设计思想,用Pro/E软件分别对吊篮平台和吊臂设计结构进行优化.以设计结构质量为优化目标,而以设计结构所受最大应力和最大位移为约束条件,找出了结构较合理的参数组合.然后,对吊篮进行结构分析,其刚度和强度均满足设计技术指标.该设计方法减轻了吊篮质量,减少了研制成本,同时改善了离心机转臂和主轴的受力工况.     

土工二维振动离心机主机结构的设计

土工二维振动离心机是目前最先进的地震模拟试验设备,但其研制技术在国内鲜有报道。通过对二维振动离心机试验工况分析,确定了三层总体布局方案和垂臂/顺臂振动方向。针对二维振动离心机给定技术指标,提出了双吊篮对称臂结构和带工字梁的焊接框架转臂支架,并通过隔振专利技术设计了顺臂隔振和不平衡力检测系统。为保证隔振系统稳定运行和增强主机抗振能力,设计了动平衡调节系统,改进了支承系统与地基的联接方式。最后对主机系统进行了力学分析,其结果表明所设方案满足试验工况和技术指标要求。     

刮刀离心机刮料转臂的疲劳分析

以GKH1800-N虹吸刮刀离心机转臂为研究对象,针对转臂疲劳破坏问题,建立了转臂及其关联结构的有限元模型,对负载状态下的转臂进行了静力分析,获得最大应力分布,确定了转臂的疲劳源.经过修正材料的S-N数据,获得了转臂的S-N数据,并在静力分析的基础上,对转臂进行了疲劳分析,最终获得转臂的疲劳寿命.     

考虑柔性关节的机械转动臂优化设计

本文以柔性机械转动臂为研究对象,在优化总体目标下建立了机械转动臂结构的数学模型,考虑了柔性机械转动臂动态特性和控制策略的函数。建立了以臂厚为变量,以臂结构尺寸为约束的臂弯曲模型和末端垂直静弯曲模型。通过对高速、低速工况下机械转臂的结果进行对比分析,优化后的机械转臂的重量比增大,刚度和强度提高,整体动力性能明显改善。     

基于遗传模拟退火算法的深海采矿转臂连杆机构优化设计

根据深海地面环境及采矿转臂的实际需要的工作情况,分析出连杆机构中液压油缸最大受力时的工况。应用遗传模拟退火算法(SAGA)对深海采矿转臂的连杆机构铰点位置进行优化。使优化后的连杆机构在满足采矿转臂正常运行的前提下,连杆机构中油缸所受到压力显著减小,为深海采矿转臂的结构设计提供了相关理论基础。     

基于NX NASTRAN的医用X光机C臂有限元分析

利用UG自有的有限元软件NX NASTRAN对C形臂进行3个静态工况的结构强度及固有频率分析,得到C形臂3个典型工况的应力和相对平面位移量及前10阶的固有频率。静态典型工况仿真结果表明,C形臂最大应力工况为下转60°的工况,此工况在实际中很少用到,固有频率计算的特征值也为C形臂的动力学性能设计及优化提供了设计依据。计算结果与定性分析的结果一致。     

一种起重机伸缩臂多目标优化方法及试验

研究一种将参数化建模、有限元仿真、疲劳分析和数值寻优算法相结合的伸缩臂优化方法。建立了随车起重机伸缩臂的参数化模型,进行不同工况下的伸缩臂动静态性能和疲劳寿命分析,并对模型进行了试验验证。以伸缩臂外形尺寸为设计变量,利用最优拉丁方试验设计方法建立样本空间,构造径向基函数近似模型。在此基础上,建立了伸缩臂的涉及到动静态性能、疲劳寿命及自身重量的多目标优化方法及模型。优化结果表明,在保证动静态性能和寿命要求的条件下,伸缩臂重量减少了6.76%。     

巨型多功能土工离心机吊篮的设计

吊篮是巨型多功能土工离心机的关键部件,它不仅要承载大离心载荷,还要承载振动等复合载荷,其结构直接影响离心机的规模和运行工况。针对某巨型土工离心机吊篮使用要求,首先分析确定其振动方向,然后设计其初始结构形式,并针对常规试验工况要求,用Pro/E软件对吊篮结构进行优化。以设计结构质量为优化目标,而以设计结构所受最大应力和最大位移为约束条件,找出了吊篮较合理的结构参数组合。最后对优化设计出的吊篮进行振动工况验证分析,结果表明该吊篮满足振动试验要求。巨型多功能土工离心机吊篮的设计可为同类产品的设计提供参考。     

基于ANSYS的刮刀卸料离心机进料管优化设计

为减少平板上悬式刮刀卸料离心机进料管中悬浮液流动时出现的涡流和二次环流等能量损耗,基于ANSYS进行了进料管的优化设计。利用ANSYS进行了离心机传统进料管内悬浮液的流动模拟,找出进料管中悬浮液的最大速度处;在不改变原空间位置和整体尺寸基础上,进行了3种类型的进料管结构设计和悬浮液流场的三维建模;完成了流场模拟分析和对比。分析结果表明,所设计的3种新型进料管的能量耗损要明显小于传统进料管,且悬浮液中的固体颗粒在转鼓内壁处分布较广,不仅保护了离心机的生产安全,还提高了离心机的生产能力。     

后装式压缩垃圾车翻转机构转臂轻量化

为了对后装式压缩垃圾车翻转机构进行轻量化设计,首先对翻转机构进行研究,基于Adams建立挂桶机构的虚拟样机,通过仿真得出油缸驱动力与时间的关系曲线,建立挂桶机构转臂的有限元模型并以虚拟样机仿真结果为依据施加载荷,将分析结果与试验台实验结果对比,验证所建有限元模型及载荷施加的正确性.基于HyperMesh的OptiStruct求解器及HyperStudy,对转臂进行基于变密度法的拓扑优化和基于全局响应面法的形状优化,对翻转机构转臂进行轻量化设计,与原始结构对比得出此优化方法具有较大的减重效果,对翻转机构的轻量化研究具有一定的工程意义.     

新型双环减速器的运动学及动力学分析

首次对一种新型双环减速器(专利号ZL01220864.7)的结构特性、传动原理、运动学及动力学进行分析研究。建 立该环式减速器系统的受力模型,并对减速器的关键部件,如转臂轴轴承、转臂轴支承,进行受力分析,得出转臂轴承及 转臂轴支承的受力特性曲线。为该类型的环式减速器的设计和研究提供了理论依据。     

载人离心机平衡调节系统设计

为了实现载人离心机精确的配平,减小运转过程中的不平衡力,设计了由手轮、丝杠-螺母、导轨-滑块、活动配重块、固定配重块等组成的平衡调节系统。根据测力传感器获得的数据计算不平衡量,移动活动配重块,实现平衡调节。计算了载人离心机静止时,实现活动配重块移动所需在手轮上施加的力和载人离心机运转时丝杠所承受的离心力。分析了固定配重块在载人离心机满载荷运转时的应力、应变。分析结果表明,平衡调节系统可以满足载人离心机的配平要求。     

高空作业平台伸缩臂有限元分析及优化

对国内某型蜘蛛式高空作业平台样机的伸缩臂进行建模、有限元分析和截面优化.在伸缩臂强度、变形均在许用范围内的条件下,得到较合理的截面形状和尺寸,使整个伸缩臂的重量最轻,达到优化的目的,为高空作业平台的设计、制造提供了依据.     

基于ANSYS Workbench软件的软刚臂结构轻量化研究

建立软刚臂结构的有限元模型,设置边界及载荷,对软刚臂结构进行强度分析。在强度分析的基础上,应用ANSYS Workbench软件,将软刚臂各部分钢结构的厚度值作为输入参数,将最大等效应力和最大总变形量作为输出参数,将总质量最轻作为优化目标,对软刚臂结构进行轻量化设计。优化后软刚臂结构整体质量减轻9 390 kg,最大等效应力减小,达到了预期目标。     

SCARA机器人大臂结构模态分析与拓扑优化

选择顺应性装配机器手臂(SCARA)在水平面内运动速度快、重复定位精度高。为优化SCARA机器人大臂机械结构性能,减轻大臂重量,采用了模态分析与拓扑优化相结合的方法。首先建立SCARA机器人大臂三维模型,导入到有限元分析软件ANSYS Workbench中作静力学分析和模态分析,得到前6阶固有频率和振型结果;然后,利用拓扑优化方法为大臂去除材料的优化方向提出建议,重新设计大臂的优化结构并计算优化结构的模态参数;最后,对比优化前后模态参数结果,证明优化后的结构在减轻大臂重量的同时提高了大臂的机械性能。     

军用救援车托臂的有限元分析及结构优化

托臂是救援车托举装置的重要组成部件,针对其质量过大,受力不合理的问题,利用ANSYS有限元分析软件,对其进行满载工况分析,得到其应力和应变的分布情况。根据分析结果,对选定区域进行拓扑优化,在保证托臂结构强度和刚度的前提下,以托臂重量最小为目标进行改进。结果表明:优化后的托臂重量减少了22.14%,优化后的结构不仅节省了材料的消耗,同时也为整体结构的优化改造提供了理论依据,有助于提高车辆的机动性能。     

包装机转动臂有限元分析与优化设计

为了使袋装液体自动包装机封口机构转动臂尺寸参数设计的更合理精确以降低材料成本,借助Creo Parametric建立了包装机封口机构转动臂的三维模型,通过Creo Simulate对转动臂进行了静态分析,使用局部灵敏度分析得出了影响转动臂承载性能的主要设计尺寸,利用全局灵敏度分析得出了主要设计尺寸对模型的综合影响。并且以转动臂质量最小化为目标函数,采用二次规划优化算法对转动臂进行了结构优化,得到了转动臂最优的结构设计参数和外形。优化后转动臂总质量减小了66.7%,达到封口机构轻量化的目的。     

基于有限元方法的某工程探测装备工作装置优化设计

以工作装置箱型伸缩臂有限元分析为基础,在保证强度和刚度的前提下,以结构自重为目标函数,以臂截面尺寸为设计变量,对伸缩臂进行了有限元优化设计。优化后,伸缩臂的截面尺寸明显减小,自重降低了26．4％,达到了减轻重量、节约材料、减少成本的目的,同时为箱型伸缩臂的设计和改造提供了理论依据。     

随车起重机伸缩臂截面多目标优化

为了提高某火箭炮弹药装填车随车起重机伸缩臂的结构刚度,减轻结构质量,建立了随车起重机伸缩臂参数化模型,并对伸缩臂在水平受载状态下进行仿真分析。以伸缩臂截面尺寸参数为设计变量,借助最优拉丁超立方试验设计建立样本空间,构造响应面多项式函数近似模型。在此基础上,利用NSGA-Ⅱ型遗传算法对伸缩臂自身重量、挠度进行多目标优化。优化结果表明:伸缩臂质量减轻了24.5%,减重效果明显。文中所采用的将参数化建模、有限元分析和数值寻优相结合的优化方法,可为起重机伸缩臂截面优化提供一定的参考。