液压挖掘机工作装置性能分析及拓扑优化

工作装置是液压挖掘机中最重要组成部分,其性能直接决定整个挖掘机的性能。利用Pro/E软件建立工作装置的三维模型,并将模型导入ANSYS软件,对危险工况下工作装置中的动臂及斗杆进行静力分析,求解出危险截面最大应力及最大应变,以有限元分析结果为依据对动臂及斗杆进行拓扑优化,并对优化后的动臂和斗杆进行静力分析及模态分析。结果表明改进后的动臂和斗杆结构正确并有效,在静强度和刚度及动力特性方面得到提高。     

基于ANSYS的绿篱修剪机刀具结构拓扑优化

利用ANSYS软件中的拓扑优化模块对圆锯片进行分析,并以此为指导在圆锯片基体上开减振孔,在保证圆锯片整体最大刚度的前提下对圆锯片结构进行优化;结合基于ANSYS的模态分析结果,验证了拓扑优化技术在圆锯片结构优化设计中应用的可行性,为圆锯片结构优化提供一种新的方法。     

理想弹塑性悬臂梁双重非线性问题的优化算法

研究了理想弹塑性悬臂梁双重非线性变形问题。着重分析了悬臂梁受力变形前后的状态为研究对象,建立结构变形的力学模型,构建端点未知的目标函数,进而确定结构变形的优化问题,通过编制优化程序求解,结合典型案例并同有限元方法的计算结果相比较,验证优化算法的正确性和有效性,从而为理想弹塑性悬臂梁双重非线性分析增加了一种新的处理方法。     

基于Pro/E行为建模的可变截面悬臂梁优化

为了以最少的原材料满足结构强度、刚度要求,通过Pro/E行为建模技术,对受均布载荷变截面矩形悬臂梁进行等强度设计。介绍了通过全局灵敏度分析和可行性研究,在静态分析和载荷的双重作用下,当最大应力小于61.66 MPa时,质量能否达到最小的可行设计目标。该方法为变截面悬臂梁的设计人员提供了一个简单、方便的建模方法和结构优化分析手段,有利于提高悬臂梁的设计质量和效率,缩短设计周期。     

基于ANSYS拓扑优化的助老衣柜轻量化设计

为验证某型号助老衣柜构件的综合使用性能,寻求轻量化解决方案,采用SolidWorks三维软件进行建模,并利用ANSYS Workbench软件进行网格划分,对构件进行有限元仿真分析.根据有限元分析结果,对柜体进行结构优化设计和轻量化设计.结果表明,在满足综合性能要求的前提下,所做的拓扑优化分析设计能避开应力值的较大区域,使安全性要求得到满足.通过结果分析发现,优化后的助老衣柜,其柜体质量减少25.8%.本研究对后续类似构建产品轻量化设计具有一定的参考价值.     

浅谈桁架结构的拓扑优化

桁架结构优化根据其设计变量类型和优化层次的不同,可大致分为尺寸优化、形状优化和拓扑优化。在优化设计过程中,一旦建立了优化模型,那么根据模型中变量、目标函数以及约束条件的特点选择合适的优化算法就成为可能,这是较快速、较准确地得到结果的关键问题。目前一些基于进化、模糊和人工神经网络等智能优化算法被逐渐应用到桁架结构拓扑优化中。     

基于参数量化结构拓扑优化的移动渐进算法分析

基于结构拓扑优化中移动渐进算法的求解逼近过程,对算法中较大参数ci进行量化分析,并建立移动渐进算法(MMA)中较大参数ci量化模型。以悬臂梁及两单元桁架为例,得出不同较大参数ci对移动渐进算法中病态现象(振荡)的影响程度,通过合理选择量化较大参数ci,加快移动渐进算法收敛速度。     

集中荷载作用下悬臂梁的侧向稳定性分析

针对在自由端作用集中荷载的悬臂梁,通过一定的合理简化,建立了悬臂梁的平衡微分方程,并采用近似解法,利用改进的欧拉公式,推导出了悬臂梁失稳临界荷载的计算公式,同时利用ANSYS程序对算例进行了分析,所得结果与理论计算值吻合较好。     

基于拓扑优化的二维声屏障吸声材料分布设计

为了改善声屏障的降噪效果,本文采用边界元法和移动渐近线优化算法对声屏障表面吸声材料的分布进行优化设计。基于各向同性惩罚微结构模型法(SIMP)变密度拓扑优化方法,建立以吸声材料单元相对密度为设计变量,以吸声材料的体积为约束,以参考面声压值最低为设计目标的拓扑优化数学模型,使用边界元法进行敏感度计算,最终使用移动渐近线优化算法求解优化模型。以二维声屏障模型为例,对表面吸声材料的分布进行优化设计,验证了所提方法在减噪优化设计中的可行性。算例结果显示:声屏障表面全部敷设吸声材料通常不是降噪效果最佳的情况,这一结果凸显了优化设计的重要性。     

稳态随机激励下结构阻尼系统的拓扑优化方法

该文对稳态随机激励下结构阻尼系统的拓扑优化问题进行了研究,提出了一种基于虚拟激励法的拓扑优化方法 .该方法中,自适应地确定用于模态叠加的低阶模态的数量.未知高阶模态的贡献由迭代算法近似得到.由于该方法可以提供结构响应解的近似显示表达式,不仅可以增强灵活性,还可提高计算效率.文中给出了数值算例,从计算精度和效率两个方面证实了该方案的有效性.     

基于有限元的柴油发动机缸体结构分析与优化

柴油发动机必须具有较大的输出来保持良好的流动性。通过建立重型货车柴油机的三维有限元模型并设置蠕墨铸铁的材料特性进行应力分析,所选有限元模型由四个半挑选出来的重型柴油机气缸体截面组成。此重型柴油机研究的部分包括缸体、缸盖、垫片、衬套、轴承盖、轴承和螺栓,加载条件为预加载、装配负荷和燃气载荷。通过对柴油机缸体结构进行拓扑优化分析得到的优化结果,可作为设计缸体结构的参考依据。     

多目标拓扑优化下电动汽车头部结构优化设计

为了优化某全概念设计的新型纯电动汽车头部结构,采用有限元仿真与正交设计相结合的方法,在保障碰撞安全性的前提下,以实现最优比吸能和轻量化为目标,对纯电动汽车头部进行优化,并将优化得到的头部结构进行碰撞安全性分析验证,从而确定满足目标的最优结构。     

基于拓扑和尺寸优化的汽车C型梁结构轻量化设计

以商用车空气悬架C型梁为研究对象,采用材料替换并结合拓扑和尺寸优化的方法进行轻量化设计。基于变密度法,以结构刚度最大化为目标进行拓扑优化,获得结构初始构型。在拓扑优化结果的基础上,综合考虑3种工况,以板件厚度为设计变量,各工况下的应力和变形为约束条件,质量最小化为目标,进一步进行尺寸优化。优化结果表明,设计方案满足结构刚强度要求,降低了结构的质量,达到了轻量化的效果。     

双金属微悬臂梁的选材及热机械性能分析

由微悬臂梁结构组成的红外焦平面阵列(FPA)是基于微机电系统结构的非制冷型红外成像系统的核心技术。通过对Al/SiNx双材料体系的理论分析,得出了微悬臂梁的热机械性能与双层梁的厚度比之间的关系。     

微悬臂梁的热机械性能分析及选材

由微悬臂梁结构组成的红外焦平面阵列(FPA)是基于微机电系统结构的非制冷型红外成像系统的核心技术,通过对双金属悬臂梁应力和应变的分析,阐述了影响微悬臂梁热机械性能的主要因素,为正确选择微悬臂梁结构的材质提供理论依据.     

拓扑优化在大型车铣复合转台结构设计中的应用

为改进VMG5090/2/1重型数控桥式车铣加工系统的大型车铣复合转台工作台面设计,确保有更好的动态加速性能,可利用拓扑优化方法找出转台工作台面的最佳拓扑结构,据此提出转台工作台面的优化方案。优化设计后的转台工作台面质量减轻了2055kg、幅度达到6.5%,前6阶固有频率平均提高了6.9%,有效节约材料成本,提高转台的动态加速性能。此外,数据计算显示,改进后的转台工作台面静动态特性都有所提升。     

Pro/E的变截面悬臂梁结构优化设计研究

为了以最少的原材料满足结构强度、刚度要求,通过Pro/E行为建模技术,对受均布载荷变截面矩形悬臂梁进行等强度分析设计。为了说明等强度设计理念的实施效果,通过3个总体尺寸一样,局部结构尺寸不同的模型进行分析比较,根据应力云图上不同截面位置的应力分布情况,选择使矩形截面梁的体积在强度允许范围内达到最小、材料最省的梁结构,避免材料的浪费,具有工程的实用价值。     

气制动间隙自动调整臂壳体的拓扑优化

建立了气制动间隙自动调整臂的三维实体模型,并导．NANAYS中进行拓扑优化,以寻找承受扭矩下的调整臂壳体的最佳材料分配方案．     

超静定悬臂梁临界荷载的优化算法

在机械和建筑结构工程中,多为超静定结构问题,无法用解析方法实现多余未知力的求解。就此问题,基于微分方程的初值问题的求解原理,建立优化算法,求解多余未知力,获得变形曲线,并与有限元分析软件计算结果进行比较,验证本文优化算法的正确性。