某型突击炮托架中支架左支板结构拓扑优化设计

对某突击炮托架中支架左支板结构进行了拓扑优化设计.定义拓扑优化程序,经过迭代得到了基于密度云图的拓扑优化结果,在拓扑结果的基础上对原有左支板的结构进行改进.优化后的左支板仍能满足强度刚度要求,体积减少12.5％、重量减少6.4％.该方法可应用于类似结构的拓扑优化,对实现武器的轻量化和提高武器机动性有一定的参考价值.     

海洋铺管船用张紧器整体吊装可靠性分析

主支架是深海铺管船用张紧器重要的组成设备之一,它除了在使用过程中起到张紧器的安装与定位作用外,还要为张紧器的整体吊装起到支撑作用。在船用张紧器技术的国产化过程中,张紧器的整体吊装是非常重要的一个技术环节。张紧器在吊装的过程中,主支架的结构强度能否承载张紧器整体重量是需要分析的重点。通过ansys有限元分析软件对船用张紧器整体吊装时的主要受力部位和危险截面进行分析和计算,以此来验证船用张紧器整体吊装的可靠性。     

汽车后排座椅安全带上固定点支架的优化设计

基于有限元分析汽车座椅安全带固定点强度,使用拓扑优化方法分析安全带固定点金属支架的最佳材料分配方案,建立优化的结构。使用Abaqus软件对不同厚度材料的优化方案进行单个零件的强度分析,确定适宜的厚度。使用LS_DYNA程序对装配有优化后支架的整椅安全带固定点进行强度分析。结果表明:采用拓扑优化并降低质量后的支架的整椅强度和位移能够满足国标要求,实现了提高零件结构强度和降低质量的目的。     

汽车转向泵支架的拓扑分析及可制造优化

对汽车转向泵支架进行有限元分析,阐述对其进行拓扑优化的必要性;在此基础上,建立了以支架结构柔度最小作为目标函数、以优化后剩余体积作为约束函数的拓扑优化数学模型,并建立拓扑优化的有限元模型,运用Hyper Works软件对支架进行了拓扑优化计算。根据零件的可制造化处理准则并结合支架的制造工艺对优化结果进行了可制造化处理,获得了一个结构更合理且性能更佳的新支架。新支架的质量为4.35 kg,相比原支架减少16.35%。对新支架进行刚度和强度的分析,并与原支架有限元分析结果进行对比,结果显示:其强度、刚度以及一阶模态频率均有所提高,满足支架使用的轻量化要求。     

基于拓扑优化的发动机支架的结构设计

在Hyper Mesh中建立了汽车发动机的安装支架有限元模型,利用Radioss求解器进行强度分析计算。运用Opti Struct优化分析软件对发动机支架在满足最危险工况的要求下进行了拓扑优化,根据拓扑优化的结果确定支架的材料合理布局方式,最终在满足设计要求的情况下成功确定了合理的设计方案。     

机载雷达天线座结构优化设计

机载雷达的设计不仅要满足刚强度要求,而且要满足轻量化要求。文中采用拓扑优化方法对某机载雷达天线座结构进行了优化设计,以体积最小化为设计目标,单元密度为设计变量,节点位移限制为约束条件。将优化后的方案与最初设计方案进行对比发现,在结构重量减轻的同时,结构的刚强度得到了明显的提高。这也表明,拓扑优化方法非常适合于机载雷达特别是天线座的结构设计。     

LNG车载气瓶支架的轻量化设计

以某半挂车储气瓶支架作为研究对象,使用有限元仿真软件对其开展了刚度及强度计算,并根据计算结果运用变密度法对支架结构进行了拓扑优化,最终根据拓扑最佳优化结果建立了新的支架模型并二次分析验证其有效性。在此基础上,以各杆件壁厚作为设计变量,以最小质量、强度、刚度为目标条件,运用响应面法筛选出支架各杆最优厚度组合。优化后的模型相比原模型最大应力、最大变形量及质量都有所减少,表明拓扑优化结合尺寸优化组合是一种非常有效的轻量化优化方法。     

关于矿用液压支架结构减重的设计研究

分析了矿用液压支架的结构组成及特点,结合工程实际,建立了液压支架的三维模型,并针对液压支架结构存在设计不合理及结构重量偏重现象,开展了矿用液压支架轻量化设计的结构拓扑优化分析。结果表明:优化后的液压支架顶梁和掩护梁在满足工程实际使用强度条件下,具有结构分布更加合理、结构用料更少且重量更轻的特点,有效降低企业了产品生产成本,方便了产品的运输。     

基于可加工性的悬臂结构件轻量化设计

基于轻量化设计要求,利用OptiStruct平台对一种5自由度机械手的关键悬臂结构件进行拓扑结构优化。优化过程中加入了对称、脱模方向等约束,提高了零件的可加工性;并对优化后的模型做了强度、刚度校核。对比经验结构与拓扑优化结构,显示了拓扑优化方法的优势。优化设计后的悬臂结构件重量减轻了24.8%,达到了轻量化设计的目的,该成果已经应用于实际生产设备。     

机载天线座万向支架的结构优化

出于现代战争的需要,雷达的轻小型化越来越重要。机载雷达对结构强度、刚度,特别是重量提出了更严格的要求,传统的设计方法难以满足越来越严格的设计目标要求。文中针对机载雷达天线座的关键部件——万向支架,利用先进的结构优化方法,以体积最小化为设计目标,单元密度为设计变量,节点位移限制为约束条件,进行结构优化,得到拓扑优化云图,...     

某轻型卡车转向器支架断裂原因分析与结构优化

汽车转向器支架是转向器与车架之间的重要连接件,为了保证支架的安全可靠性,在设计阶段必须保证支架有足够强度,同时应避免结构冗余,影响车辆轻量化要求。结合某轻型卡车市场出现方向机支架断裂问题,利用HyperWorks软件对断裂转向器支架进行有限元分析,并对改进结构实施拓扑优化,优化后支架与断裂支架比较,最大应力由189.4 MPa降低到142.4MPa,质量减轻38%。最终通过实验验证了优化支架的可靠性,说明基于CAE的结构分析和拓扑优化,能为产品故障分析提供手段,为产品设计和轻量化提供有效解决方案。     

电缆智能卷放装置电缆卷放系统支架轻量化研究

以电缆智能卷放装置前后电缆卷放系统支架为研究对象,分析静强度,在建立原始前后电缆卷放系统支架三维模型基础上,对原始几何模型进行拓扑优化重构设计;对重构模型进行强度校核分析,再以质量最小化为优化目标,对重构模型进行拓扑优化分析,根据拓扑优化结果进行二次重构设计。结果表明：在保障强度前提下,前后电缆卷放系统支架优化设计方案均有较好的轻量化效果,与原始模型相比,前电缆卷放系统支架减重76%,后电缆卷放系统支架减重65%,实现支架轻量化的目标,进一步提高了电缆智能卷放装置的质量系数。     

某商用车蓄电池支架多目标拓扑优化

为使蓄电池支架在轻量化的基础上能够满足汽车各工况下强度性能及要求,采用折衷规划法进行多目标拓扑优化,通过灰色关联分析法确定子目标的权重系数。首先在原始电池支架模型结构基础上,考虑实际装配和功能,建立了蓄电池支架初始拓扑优化模型;然后对其进行多工况和综合频率优化,并通过灰色关联分析法确定子目标函数的权重,运用折衷规划法进行多目标拓扑优化。最终得到的新模型质量比原模型降低10.9%,低阶频率及刚度有较大提高,各极限工况应力均小于许用值。结果表明,轻量化的蓄电池支架满足性能要求,验证了设计的合理性。     

基于拓扑优化的飞机襟翼支架轻量化设计

以飞机襟翼支架为研究对象,基于最大刚度原则对飞机襟翼支架结构进行轻量化设计。选用AL2014-AREO材料,利用Inspire软件分别对不同优化目标下的不同形状控制方式进行拓扑优化计算,得到支架模型的最佳形状控制方案,将最优控制方案进行梯度拓扑优化,然后对梯度拓扑的最优结果进行几何重构和强度校核,得到最终优化模型。相对于初始模型实现了62.8%减重,且支架模型的应力、位移、安全系数都符合设计要求。该研究结果为飞机襟翼支架结构的轻量化设计提供了一种新的设计思路。     

基于拓扑优化的某系留气球设备挂架优化设计

文中针对某型系留气球设备挂架尺寸大,承载重、自重和刚强度要求严苛等特点,开展了挂架结构的优化设计工作.基于拓扑优化技术对设备挂架的结构形式,特别是主要承力部件的布局进行了重新设计,并对新设计方案进行了有限元分析和静力加载试验.结果显示,新设计方案在结构刚强度和重量上都优于原设计方案,且各种指标均满足设计要求.     

基于拓扑优化的发动机支架设计方案对比分析

为得到发动机支架材料合理分配的拓扑结构形式,对原始的横梁结构进行了拓扑优化分析,并根据密度等值面分布图对结构进行人工处理,设计出两种发动机支架方案。通过有限元分析和强度试验,证实方案一结构所受最大应力小、受力分布均匀,更加符合设计要求。发动机支架的成功设计表明,拓扑优化是一种有效的结构概念设计方法,能够为工程设计人员提供合理的结构设计参考方案。     

皮带输送机同步电机支架拓扑优化分析

为降低皮带输送机同步电机支架质量,首先对初始支架的形状和结构进行适当优化,然后利用Shape Optimization工具对支架进行拓扑优化分析,得到支架质量多余部位;适当删减质量多余部位,并对拓扑优化前后的支架进行对比,最终结果表明:支架质量降低16.67%且强度未降低,为相关产品的设计优化提供了参考。     

风力发电机组轮毂结构优化

以中国自行设计的某MW级风机轮毂为研究对象,先对轮毂进行拓扑优化,验证拓扑结构,然后对轮毂进行自由尺寸优化,给出一种新型的轮毂结构,使得轮毂重量减少18.6%.优化后的轮毂不但节省材料的消耗,而且使得轮毂强度增加51.4%,疲劳寿命满足使用要求.     

发动机排气制动阀支架的频率优化设计

以某发动机排气制动阀支架为例,阐述动态拓扑优化技术在工程上的应用。该支架在使用过程中由于共振产生断裂,故根据有限元分析和模态分析结果建立合理的拓扑优化模型,加以工艺制造约束和模态追踪控制。在保证结构质量不增加的前提下,利用拓扑优化技术实现了发动机排气系统固有频率的优化设计。优化后的支架不仅可以避开原系统的共振区域,降低支架重量,而且可以简化支架的加工工艺,既能降低生产成本,又能减少冲压过程中形成弯角褶皱的风险。     

一种汽车发动机支架拓扑优化设计

结合最大1阶频率为目标和最小柔度为目标的拓扑优化技术,实现了1种汽车发动机支架的轻量化设计。新设计的支架在满足强度和频率要求的基础上,质量比原支架减少了48.5%,同时进行了强度和模态试验,验证了有限元方法的准确性。