| 基于拓扑优化与6σ稳健性的检修工装支撑座轻量化设计 |
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| 引用本文： | 王子宁,伍建军,向健明,王白松,金渶棋. 基于拓扑优化与6σ稳健性的检修工装支撑座轻量化设计[J]. 机械强度, 2020, 42(1): 94-101 |
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| 作者姓名： | 王子宁 伍建军 向健明 王白松 金渶棋 |
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| 作者单位： | 江西理工大学机电工程学院,赣州,341000;北京市地铁运营有限公司运营二分公司,北京,100044 |
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| 基金项目： | 江西省重点研发计划项目;国家自然科学基金 |
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| 摘 要： | 为了充分发挥踏面制动单元(TBU)检修工装支撑座的轻量化潜力和提高优化设计的可靠性与稳健性,提出将拓扑优化与6σ稳健性优化相结合的优化策略。通过基于变密度法的拓扑优化设计,提取支撑座的拓扑结构。基于中心组合试验设计方法和有限元数值模拟技术建立系统的响应面模型。基于该模型建立支撑座的6σ稳健性优化设计模型,并采用序列二次规划法进行优化求解,利用均值一次二阶矩法获得优化结果的可靠度并转化为相应的σ水平。结果表明,优化后的支撑座各设计变量、强度和刚度的可靠度均为1,均达到了8σ水平,减重率达67. 0%,轻量化效果显著;且与拓扑优化后对其进行传统的确定性轻量化设计相比,该方法不仅使支撑座的强度和刚度得到了增强,而且还提高了优化设计的可靠性、强度与刚度的稳健性和重量的一致性。证明了该方法的有效性。
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| 关 键 词： | TBU检修工装支撑座 轻量化设计 拓扑优化 6σ稳健性优化 响应面模型 |
LIGHTWEIGHT DESIGN FOR OVERHAUL TOOLING SUPPORT SEAT BASED ON TOPOLOGY OPTIMIZATION AND SIX SIGMA ROBUSTNESS |
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