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.     

基于工艺可行性的带频率禁区结构动态优化设计

带频率禁区的结构动态优化设计是在结构静态强度保证的前提下,通过调整部件的动态特性,以避开与结构固有频率相近的外部激励。目前的动态优化设计大都只是参数意义上的优化,没有考虑优化参数在工艺上的可行性,其优化结果的实际工程意义不足。本文在考虑工艺可行性的基础上,提出了改进的带频率禁区的结构动态优化设计方案。算例表明,该方案优化的结果具有较好的实际工程意义,为结构动态优化设计理论在实际工程中更广泛的应用提供了一种行之有效的方法。     

蜂群算法在离散变量结构优化设计中的应用

基于二进制编码将设计变量与其离散取值进行空间映射,随机产生个体并形成初始群体,采取基因突变方法在其邻域范围内产生新食物源,构建了适用于求解离散变量结构优化设计问题的改进蜂群算法。以求解多模测试函数极值问题验证了改进蜂群算法的可行性。通过三杆桁架结构优化设计演示了改进蜂群算法在离散变量优化设计中的应用,优化结果与传统结构优化设计结果相比较,表明改进蜂群算法的有效性。运用蜂群算法求解十杆超静定桁架结构优化问题,计算结果表明改进蜂群算法求解离散变量结构优化问题是可行、有效的。     

拓扑及参数优化方法在专用汽车车架结构设计中的应用

提出了将拓扑优化理论和结构参数优化方法综合应用于集装箱半挂车车架结构设计中的设计思想。在结构设计的开始阶段引入拓扑优化理论．先对结构进行布局优化,以获得较合理的初始结构方案,再通过结构参数优化设计,得到满足其强度和刚度及设计工艺要求的最优结构。探讨了拓扑优化设计过程中,基本结构建立、优化过程控制及优化结果分析与应用等问题。在ANSYS软件平台上进行了CAE软件包的二次开发．设计了集装箱半挂车车架优化设计专用软件模块。     

电动葫芦门式起重机结构及优化研究

起重机在起重运输行业的使用占有很大比重,随着技术的不断发展,需要对其结果进行优化,本文以电动葫芦门式起重机为例,分析了起重机的结构及其承载能力,论述了机械结构的优化设计方法及优化设计流程,并设计电动葫芦门式起重机结构优化方案,为起重机结构优化提供了技术指导。     

机械结构参数化三级优化设计方法研究与实现

针对传统设计方法的设计结果安全系数过高、结构材料浪费严重的问题,在深入研究优化设计方法的基础上,根据现有优化设计方法的不足,提出机械结构的参数化三级优化设计方法。通过建立统一数据管理机制,将优化设计与参数化设计技术相结合,在基于变密度法的拓扑优化设计与单元生死技术的基础上,以结构最大柔度为优化目标,体积和平衡条件为约束条件,小密度单元为杀死单元,实现了参数化的连续体结构拓扑优化;研究了基于拓扑优化结果数据的参数化CAD模型生成技术,通过建立关键点实现了拓扑优化结果CAD模型的自动生成;在此基础上,研究了形状优化设计和尺寸优化设计与参数化设计技术相结合的优化方法;通过优化结果数据提取,快速进行优化结果模型的生成,实现了机械结构的快速参数化三级优化,避免了现有结构优化设计过程中手动进行模型修改更新操作复杂、浪费时间的弊端;最后,以某型号汽车转向器支架为例,验证了该方法的有效性。     

外啮合齿轮泵多目标优化设计的研究

脉动因素是齿轮泵重要品质因素之一,针对传统优化设计,重点考虑脉动因素,并将其作为设计目标之一。以齿轮泵体积最小为目标建立优化数学模型,使得优化模型更加准确可靠。应用MATLAB优化工具箱对齿轮泵的结构参数进行优化设计,得到了满足约束条件下其主要参数的优化结果。这一模型的建立提高了设计效率,同时提高了设计精度。     

基于ANSYS的静压轴承油腔结构优化设计

基于ANSYS有限元软件对轴瓦结构进行了优化设计,在给定条件下,以承载能力最大为目标函数,对油腔的结构参数进行优化,其优化结果为静压轴承的改进设计提供了最优数据.     

门式启闭机门架结构6σ稳健优化设计

以重量减轻为目标,对启闭机门架结构的确定性优化结果进行可靠性分析,优化结果的可靠度为86.5％,可靠度不高.针对传统确定性优化设计中没有考虑不确定因素对产品性能和质量的影响,其优化结果可靠性和稳健性往往较低的问题.基于6σ质量设计方法、蒙特卡洛模拟法、多岛遗传算法,采用多学科设计优化软件ISIGHT对门架结构进行6σ-稳健优化设计.计算结果表明,经6σ稳健优化后门架结构自重降低了21.6％,其可靠性和稳健性显著提高,可靠度达到98％,为门式启闭机门架优化设计提供理论指导.     

后悬臂式立体车库载车板的优化设计

设计了一种后悬臂式立体车库,以该车库的载车板为主要研究对象,利用Ansys软件对其进行受力分析,应用多目标优化设计的方法对边梁的结构尺寸进行优化,确定了优化后边梁的结构尺寸。通过优化分析,提高了载车板的性能指标。优化模型与原模型相比,最大等效应力下降了67.02%,最大变形减少了35.57%,优化效果明显。计算结果表明,该优化设计方法有效,其计算结果为载车板的进一步的设计提供了理论依据。     

圆柱齿轮减速器的优化设计

以二级圆柱齿轮减速器的总中心距最小作为设计目标,选取齿轮齿数、模数、传动比和螺旋角作为设计变量,建立了齿轮减速器优化设计的数学模型,应用复合形法对减速器进行优化设计,得出了优化结果.实例计算表明,采用复合形法得出的优化结果明显好于常规设计方案.     

渐开线直齿圆柱齿轮参数优化设计研究

运用ANSYS/LS-DYNA三维动力学接触有限元分析仿真软件,结合传统的齿轮设计方法,从齿轮设计的几个重要参数:变位系数、模数、齿宽等方面进行了齿轮的优化设计研究;并以工程实践中具体应用的一对齿轮传动为例验证了其正确性,为齿轮优化设计的进一步发展提供了一种新的有效途径.     

双级斜齿圆柱齿轮传动的数学模型研究

双级斜齿圆柱齿轮减速器的优化设计计算十分复杂,数学模型建立的正确与否,关系到齿轮传动优化设计的成败.减速器的体积、重量主要由齿轮和轴的尺寸来决定,因此可以用所有齿轮及轴的体积之和来建立目标函数,把齿轮和轴的强度要求作为约束条件,建立包含12个设计变量和24个约束条件的双级斜齿圆柱齿轮减速器优化设计的数学模型.     

基于修形参数的摆线齿轮可靠性优化设计

在分析包含齿廓修形参数的摆线齿廓方程以及啮合齿廓之间接触应力的基础上,提出了一种新的基于修形参数的摆线齿轮可靠性优化设计方法,通过采用复合形法对Ｘ７－１／８７摆线齿轮进行了可靠性优化设计,证明本文的方法是实用而且是可行和有效的。     

基于蚁群算法的圆柱齿轮优化设计

蚁群算法是优化领域中新出现的一种仿生学算法。本文介绍了蚁群算法的基本原理、模型和算法实现过程,并采用该算法对圆柱齿轮进行了优化设计。计算结果表明,该算法计算效率高,不失为一种多参数复杂约束条件下的有效的优化算法。     

基于多目标模糊优化的非H封闭式周转轮系参数化计算机辅助设计

研究能够实现较大传动比、较大功率、较高效率且结构简单、紧凑的非H封闭式周转轮系的建模、多目标多约束模糊优化设计、相配套的装配图及主要零件图的参数化设计。在对非H封闭式周转轮系的结构类型和特点进行分析的基础上,提出以体积小、效率高为目标的模糊优化设计数学模型,实现模糊因素的非模糊化处理。优化设计结果表明：利用多目标多约束的模糊优化设计方法,既考虑到轮系的整体性能,又考虑到目标和约束的模糊性,可使优化设计的整体目标水平达到更高。应用计算机辅助设计(CAD)技术,规范此类轮系的设计过程,编制非H封闭式周转轮系参数化CAD软件,实现该类复合轮系的参数化设计。     

齿轮箱体动力响应优化设计

运用MSC.NASTRAN软件以齿轮箱体振动加速度最小为目标函数，以动应力和动位移为约束条件对其进行动力优化设计；介绍了动力优化设计的详细过程，动力优化设计降低了齿轮箱体的振动幅值和变形；分析了齿轮箱体动力响应优化设计结果。     

基于多目标遗传算法的弧齿锥齿轮多学科优化设计

针对常规设计中弧齿锥齿轮存在的问题,将多学科优化设计引入到弧齿锥齿轮设计中,改善其不足。以大小弧齿锥齿轮体积之和最小、弧齿锥齿轮齿根弯曲应力最小以及工作噪音最小三个方面为目标函数,以齿数、齿宽中点螺旋角、齿宽和大端模数为设计变量,考虑齿面接触疲劳强度、齿根弯曲疲劳强度、环境保护等8个方面约束,建立弧齿锥齿轮的多学科优化设计数学模型。根据该数学模型,运用多目标遗传算法对文中的实例优化求解,计算结果表明该设计方法是合理的,行之有效的。     

齿轮传动系统动态优化设计研究

以齿轮箱体振动加速度最小为目标函数,以动应力和动位移为约束条件对齿轮传动系统进行动态优化设计,降低齿轮传动系统的振动幅值和变形,并分析齿轮传动系统动态优化设计结果。     

偏心齿轮传动的快速优化设计

偏心齿轮虽然在制造上与普通渐开线齿轮无异 ,却属于变传动比的非圆齿轮传动 ,设计计算十分复杂。本文将优化设计概念引入非圆齿轮设计 ,使非圆齿轮设计方法从传统的基于分析的设计发展为基于综合的设计 ,避免了带有较大盲目性的参数试凑和反复校验过程 ,提高了非圆齿轮传动设计的科学性和一次成功率。