基于正交试验的冲压成形工艺参数多目标优化

以某车型的前隔板为研究对象,通过三维建模软件设计工艺补充面和压料面,借助有限软件对其成形工序进行模拟分析.将数值模拟和正交试验设计相结合,采用多目标优化方法优化前隔板零件成形工序的压边力和各段拉延筋阻力系数,得到优化的参数组合为压边力F=500 kN,拉延筋阻力系数K1=0.4,K2=0.4,K3=0.3,K4 =0.6.极差分析表明,对最大减薄率影响最大的因素为拉延筋阻力系数K2,对最大增厚率影响最大的因素为拉延筋阻力系数K3.实验结果表明,采用优化后的参数得到实际成形零件无拉裂缺陷且零件厚度满足要求.     

基于数值模拟的形状优化方法在冒口设计中的应用

基于数值模拟结果将结构优化领域中的形状优化方法应用于浇冒口的设计过程,建立设计、分析和优化的集成系统.针对铸造工艺建立了优化模型,并给出设计变量的灵敏度分析公式,首次利用全局收敛法(GCM)自动获取优化过程的搜索方向和搜索步长.最后给出一个冒口优化设计的算例,证明该优化模型和算法的可靠性,在保证铸件质量的同时达到了材料损耗最小的目的,实现了浇冒口系统参数的自动化设计.     

基于密度的K邻近空间球算法研究

提出了一种基于密度的K邻近空间球搜索算法.这种算法先根据空间数据的范围和数据点的总数对点云进行空间划分.再以当前被测点作为球心建立一个虚拟空间球,球体半径直接用K邻近点密度确定,并在与该球干涉的立方体栅格中搜索K邻域.实验证明,所提出的算法有效地提高了K邻近搜索的效率.对不同拓扑结构和不同疏密程度的点云具有稳定性.     

基于拓扑优化方法的回转器箱体结构设计

结构设计中引入拓扑优化技术在克服传统CAE设计过程创新能力不足的同时,也极大地提高了设计效率.论文以某钻机回转器箱体结构设计为例,基于拓扑优化技术,根据回转器工作位置及其部件的安装要求,给出其简易模型,随后对模型的几个受力部位进行详细的受力计算,并在划分网格后设定优化区域,利用变密度法对模型进行拓扑优化后得到概念模型.针对优化结果给出其整体三维模型,然后对新模型进行详细优化,最终得到了全新的模型结构.结果表明,拓扑优化后的结构不但工作空间小,强度能更好地适应设备工作要求,而且设计周期更短.     

基于LINGO9.0软件的混合离散优化方法研究

运用LING09.0模型语言优化算法,对机械工程中的混合优化问题进行了研究,得到了可靠且比常规优化更为有效的优化结果,LINGO模型语言不仅能求连续变量的优化问题,且能更方便地求解工程中更为需求的整型优化问题与离散优化问题.本文对软件的使用与注意事项进行了介绍,给出多个优化实例,获得了比现有优化方法更好的结果.     

大功率白光LED封装温度场模拟及材料优化

针对一种大功率白光LED照明灯具的封装构件进行热分析,通过有限元计算分析其在工作状态时的稳态温度场,发现LED封装整体的温度梯度比较大,此时LED芯片的温度为396 K,灯罩为320 K.通过实际测量计箅得出LED的结温为394.5 K,与数值模拟的结果基本吻合.封装陶瓷基板是阻碍器件散热的主要部分.为此,提出了几种优化方案,分别是采用不同的LED封装材料以及采用不同的铝热沉结构尺寸,并且进行了模拟对比.结果表明,同时采用Cu-Mo-Cu复合基板和铝热沉效果最佳,可使LED的结温降为336 K,温差降为11 K.     

液态合金有效热扩散率DFP反算方法

以铝合金熔液为例进行液态合金有效热扩散率的测试和计算方法研究。采用数值计算和DFP优化技术，通过对待测液态合金有效热扩散率的优化计算使铸件凝固温度场计算结果与实测温度场趋于一致，最终获得该合金液的有效热扩散率随温度变化的规律。文中给出了优化反算的程序流程图。     

基于Flexsim仿真的生产线优化

随着制造企业的分工精细化,合理地布局生产线的一种有效方法为计算机仿真。以K公司球阀生产线为研究对象,采用秒表时间研究的方法测量各工序时间,应用Flexsim软件建立了生产线模型,对优化前后的生产过程进行了仿真。结果表明:通过Flexsim仿真对生产线进行优化,可提高生产线平衡率、产能以及所有工序平均工作率。     

耦合空化效应的超声滚压系统流场结构优化设计

目的 实现耦合空化效应的超声滚压系统流场结构的优化,提升超声滚压加工质量。方法 首先,利用Fluent流场仿真软件模拟超声滚压加工流场空化情况,获取滚珠周边3个关键位置的气含率。其次,采用最优拉丁超立方方法进行实验设计,并以流场结构参数为优化变量,以3个关键位置气含率为优化目标,基于二阶响应面法建立气含率近似模型。然后,综合运用AHP和熵权法确定各个气含率的权重值,采用遗传算法NSGA-II对近似模型进行优化求解来获取最优流场结构参数。最后,对优化结构与初始结构下获得的气含率进行对比,验证优化结果。结果 基于20组最优拉丁超立方试验结果所构建的二阶响应面近似模型拟合度较好,3个关键位置气含率均在95%置信水平上均通过显著性检验。综合分析后,3个优化目标的权重分别为0.2791、0.2516和0.4692,获得的优化结构的3个关键位置气含率相较于初始结构分别提升了21.6%、156.4%、44.1%,效果明显。结论 优化后的流场结构可以应用在超声滚压加工系统中以提升加工过程中的空化效应。     

ANSYS下数控车床床身拓扑优化设计

为获得较好的设计方案,将有限元和结构拓扑优化方法应用于数控机床设计.以减重为优化目标,利用ANSYS对数控车床床身进行了拓扑优化,并利用Pro/Mechanica对优化结果进行了动静态分析.结果表明改进后的床身结构在保持原结构的静强度和动态特性的同时比原设计方案的用料减少了12.019kg.     

基于有限元技术的某微型车转向支架拓扑优化的研究

针对某微型车转向支架在道路试验中损坏的现象,应用有限元ABAQUS软件进行强度分析,根据得到的应力云图和位移云图,找出了破坏的位置.根据分析结果,利用Optistruct优化工具的连续体结构拓扑优化技术进行优化设计.通过对优化前后的支架应力对比,优化后最大应力小于屈服应力.结合台架试验和疲劳寿命分析,优化后的支架满足性能要求,并已成功应用到该车型的生产中.     

结合数值模拟与物理实验的叶片锻造预成形拓扑优化设计研究

利用所提出的拓扑优化方法,对复杂形状叶片锻造的预成形形状进行了优化设计。详细给出了该方法在三维模式下的优化策略、优化目标、单元增删准则、几何模型处理等关键技术。以合理精简毛坯、提高模腔充填性为综合优化目标,利用自行开发的优化程序,经过十余次的优化迭代,获得了理论上的优化结果。研制了叶片锻造模具,对优化后的预成形件进行了锻造成形实验;利用激光测量设备采集了叶片锻件型面的几何数据,并与数值模拟结果进行了比对。对预成形件制备工艺的可行性进行了详细讨论。结果表明:基于拓扑优化方法所获得的叶片预成形设计结果较为理想。     

基于TOPO&DXVT的立式加工中心横梁复合优化设计

文章以VDBS65高速立式加工中心的横梁为例,提出了一种机床大件的复合优化设计方法.依托ANSYS软件现有的的拓扑优化(TOPOLOGICAL OPT)模块、变分优化(DESIGNXPLORER VTOPT)模块和静力分析(STATIC ANALYSIS)模块,分别对横梁进行了结构拓扑优化、尺寸优化和力学性能验证,具有一定的通用性.通过边界条件等效转化,将三维优化问题简化为二维,得到了清晰简洁的拓扑结构.通过尺寸优化在保证刚度的前提下实现轻量化设计,减重效果明显.论文的尝试对于高速移动部件的轻量化设计具有一定的借鉴意义和参考价值.     

工业机器人多目标拓扑优化设计

为了综合提高工业机器人的结构刚度、振动频率,降低结构质量,从而提高机器人整体的静动态性能,提出了一种基于多目标拓扑优化的机器人结构优化方法。该方法首先对机器人整机和部件进行分析,寻找机器人薄弱的零部件;然后对其进行多目标拓扑优化和模型重建,从而获得最佳的结构。将该方法成功应用于一款3 kg装配、搬运等多功能机器人的分析优化中,结果验证了该分析优化方法的可用性和有效性。     

基于优化方法的钻机回转器关键部件改进设计

针对钻机回转器关健零部件立轴套、箱体结构上出现的问题,利用尺寸优化方法对立轴套轴段内外径、轴段长进行改进设计,利用拓扑优化方法对箱体体积进行优化改进设计,并对改进后的结构进行分析以验证其优化结果的合理性.结果表明,改进后的结构不但满足设计要求而且结构更加合理.     

立式铣削加工中心立柱结构拓扑优化设计

基于连续体ICM拓扑优化方法,结合CAD/CAE系统,提出以模态频率为目标的结构拓扑优化模型,运用该模型完成XH715立式铣削加工中心立柱结构拓扑优化设计,其动静态性能有较大的改善,为后续的整机优化和详细设计提供了理论指导和设计原型.     

基于Optistruct的伺服压力机机身拓扑优化

利用Hypermesh软件中的Optistruct模块建立了伺服压力机机身的三维有限元模型[1],对机身进行了静力和模态分析.应用渐进结构优化算法对机身进行了基于位移、应力和频率约束的拓扑优化,在满足压力机性能要求的条件下减轻了机身重量.为机身的合理设计与改进提供了可靠的依据.     

一种铝合金翼开启厢式货车车厢两翼的优化设计

铝合金具有比重小、冲压塑性大、耐腐蚀、回收价值高等优势,有些牌号的铝合金在使用性能上已接近或者超越传统钢铁材料。用铝合金材料替代钢材进行翼开启厢式车开发研究有重要意义。对现有Q235材料车厢两翼结构和铝合金材料两翼相同部分进行有限元分析,对铝合金材料车厢两翼结构进行相应拓扑优化,得近似桥梁桁架的两翼改进结构。分析结果表明:铝合金材料车厢两翼骨架改进结构满足强度等设计要求,翼开启厢式车车厢两翼轻量295%,优化设计取得良好效果。     

基于变密度法深孔钻床主轴箱可靠性拓扑优化

以TBT-ML500深孔钻床主轴箱为研究对象,考虑随机因素的影响,通过基于变密度法的可靠性拓扑优化设计方法,进行了考虑可靠性和稳定性要求的结构轻量化设计。在传统拓扑优化的基础上增加概率约束,建立了应力和位移约束下的可靠性拓扑优化模型;以可靠性指标为约束条件,使用一阶可靠性法和Roenblatt逆变换将可靠性拓扑优化问题解耦为可靠性分析和确定性拓扑优化,最后进行变密度拓扑优化。算例分析结果表明：此方法在实现轻量化的同时更好地满足了实际应用中的安全要求,同时为深孔钻床其他基础件的可靠性拓扑优化提供了参考。     

基于拓扑优化的薄壁零件装夹布局确定方法

在复杂薄壁件加工过程中,合理的定位点配置可以有效降低加工变形。为了解决薄壁件定位支撑结构的优化设计问题,文章建立了以刚度为目标函数,体积为约束函数的拓扑优化模型。模型将夹具与工件看作同一实体,采取多组件多约束的拓扑优化方法,利用大型商用软件Ansys Work-bench中的拓扑优化设计模块对零件的定位支撑结构进行拓扑优化设计,并对不同支撑条件的变形仿真结果进行了比较,证明了拓扑优化方法在夹具设计中应用的可行性。