块基型泵房整体结构优化设计研究

基于现代工程结构优化设计理论,研究块基型泵房整体结构优化问题。以江苏省某块基型泵房为例,建立了以泵房结构关键几何尺寸为设计变量,泵房结构总造价最低为目标函数,泵房结构强度、位移、稳定性等为约束条件的优化设计数学模型,利用ANSYS有限元软件进行多工况结构分析,再通过零阶和一阶优化算法对结构进行优化。与原设计方案相比,泵房关键结构几何尺寸均有减小,泵房结构中墩尺寸达到限定值,整体结构总造价减少了13.2%,优化效果显著,可为泵房结构设计提供参考。     

考虑机床动态性能的床身元结构二次优化方法

通常在机床零件的拓扑结构形式确定以后,单纯的尺寸优化往往难以取得较好的效果。以某卧式加工中心的床身结构为研究对象,提出了一种在元结构优化分析的基础上对结构整体进行二次优化的方法。首先根据床身结构特点提取其元结构进行优化分析,按优化得到的圆形与椭圆形出砂孔尺寸参数对床身结构进行重新设计。然后采用响应面优化方法,将元结构分析的尺寸参数在床身整体结构中进行进一步优化研究。分析表明,在结构质量变化极小的前提下,单纯的元结构优化设计的床身能够改善结构单件及整机的动态性能,但改善幅度较小;而床身整体结构二次优化后其基频提高的幅度约是前者提高幅度的3倍,同时使得整机参考点在X方向的最大响应幅值降低55.2%,Y方向降低83.9%,Z方向降低82.8%。     

无级变速器速比控制阀动态性能仿真与优

提出了一种基于改进粒子群优化算法的无级变速器速比控制阀动态性能优化方法.首先通过机理分析的方法建立了速比控制阀的动态模型;然后根据无级变速器速比控制阀的使用要求,在考虑响应时间、超调量及节能等指标的基础上,确立了一个综合的优化目标函数;最后根据确立的目标函数,结合仿真模型,通过改进的粒子群优化算法对速比控制阀的结构参数进行了优化.试验结果表明经过优化的速比控制阀各项动态性能指标均优于原型阀,其中压力上升时间缩短了100ms,超调量下降了0.05MPa,更适用于无级变速器.     

异形内腔曲面加工装置导轨的结构设计与优化

根据设计要求对异形内腔曲面加工装置导轨结构进行设计,建立了三维几何模型,然后利用ANSYS Workbench对其进行了有限元建模,并进行了强度分析,得到了导轨的最大挠度变形与最大应力。最后对导轨的截面尺寸进行了结构优化,优化后模型的静态特性较之前有了很大的改善,优化后的结果满足设计要求,在满足强度的要求下,降低了导轨的最大变形,减轻了导轨的总质量。     

三轴加速度计标定装置工作台的优化设计

为降低三轴加速度计标定装置在工作时所需激振力,对其关键部件工作台进行结构优化设计。利用ANSYS分析了工作台的应力、变形和工作台的质量对工作台主要结构尺寸的结构灵敏度,得到各结构尺寸对工作台应力、应变和结构质量的影响程度;根据结构灵敏度分析的结果在保证工作台的最大应力和最大变形满足设计要求的前提下,以减轻工作台的结构质量为目标进行优化设计。根据优化后的结构参数,重新施加载荷和约束,进行求解,表明经过优化设计,工作台的质量降低35.05%,所需激振力同样降低35.05%,达到了降低标定加速度计时所需激振力目的。     

基于拓扑优化的变速箱壳体轻量化设计

针对某丘陵山区小型联合收割机变速箱轻量化问题,对变速箱壳体进行结构优化设计。以变速箱壳体的柔顺度最小为目标函数,应用变密度法进行变速箱拓扑优化,去除部分多余材料,并进行了加强筋设计;基于响应面法建立变速箱壳体结构尺寸多目标优化模型,发现箱体壁厚和加强筋2宽度对变速箱壳体强度、刚度影响较大,再应用综合指数评价法得到壳体结构尺寸参数的最优解;最后,进行优化前后对比分析。结果表明:优化后壳体质量减少了17.1%,强度和刚度还有所提高。     

液压机械无级变速传动在拖拉机上的应用分析

液压机械无级变速器是一种新型的无级变速传动装置.为此,介绍了液压机械无级变速传动的工作原理,在给出具有代表性的拖拉机用液压机械无级变速器结构方案的同时,简单分析了其传动原理和特点.同时,结合拖拉机的作业要求,对液压机械无级变速器的结构方案、参数的选择以及自动控制系统等主要问题进行了阐述,提出了相应的原则,对应用于拖拉机的液压机械无级变速器的产品开发设计和选配具有一定的借鉴意义.     

重型车车架轻量化设计研究

利用Hyperworks软件平台,建立车架的有限元模型,并对其进行有限元分析.然后以此为基础对车架进行尺寸优化设计,以车架横纵梁的厚度作为设计变量,车架总质量最小作为优化目标,通过优化迭代得到结构尺寸最优的车架.通过优化迭代计算,新车架的总质量减少了22.9%,通过优化前后性能的对比分析,优化后结果符合设计要求.     

基于机床刚度特性的床身结构优化设计

床身是机床结构的重要组成部分,对机床整机的刚度特性具有重要影响。本文以某数控机床床身为研究对象,通过对机床床身刚度的优化设计的必要性进行论述,在对其结构进行静动态分析的基础上,提出了几种基于机床刚度特性的床身结构优化设计方案,主要包括基于有限元法的结构优化,基于OptiS tructure的拓扑优化,构件尺寸优化等,并基于优化结果对床身结构进行改进设计。     

基于复合材料的发动机罩设计及分析

对碳纤维复合材料及结构优化设计方法进行了简单论述,重点应用结构优化方法,主要是尺寸优化和拓扑优化对碳纤维发动机罩进行了优化设计,并对原钢制发动机罩、优化前后的发动机罩进行了性能分析,验证了优化方案的可行性和优越性。     

物料传送摇摆式输送机传动装置部件优化设计

针对物料传送摇摆式输送机传动装置关键部件,以减小整个传动装置的体积质量为优化目标,建立了模糊可靠性优化的数学模型。结合传统优化方法,运用大型工程计算软件MATLAB遗传工具箱GAOT,对其齿轮机构进行了优化设计,提高了输送机传动装置的设计水平,验证了遗传算法在优化设计计算中的可行性和优越性,为遗传算法成功应用于机械设计领域做出了有益的探讨。     

无级变速器从动缸的动压补偿

介绍了金属带式无级变速器(CVT)的工作原理及其液压控制方法,并详细说明了CVT主动缸和从动缸的作用.从力学分析的观点阐述了动压产生的原因,通过从动缸动压补偿的方法消除了CVT动压带来的不利影响,使CVT的液压控制系统工作更精确.该方法的应用对解决类似问题具有一定的参考价值.     

一体式烟秆拔秆破碎机工作参数优化与试验

针对现有烟秆拔秆设备拔秆效率较低、结构功能单一等问题,研制了一种能实现烟秆拔起、抓取、输送、清理及破碎等作业功能的一体式烟秆拔秆破碎机。为得到该机具的最优工作参数组合,选取了机组行进速度、刀辊转速和对辊转速3个因素进行单因素试验和Box—Behnken中心组合响应面优化试验,建立漏秆率和破碎粒径合格率为响应指标的数学模型,分析各影响因素对评价指标的响应规律。优化结果表明:机具最优工作参数组合为行走速度0.37m/s、刀辊转速140r/min、对辊转速551r/min,此时烟秆漏秆率为4%,破碎粒径合格率为9 3.8%。该研究结果可为样机拔秆破碎作业时工作参数的选取及机械传动式二代样机的传动比设计提供依据。     

马铃薯收获机传动齿轮优化设计

以马铃薯收获机变速箱锥齿轮为研究对象进行优化设计,以体积最小为优化目标,利用MATLAB优化工具箱得到锥齿轮的结构尺寸,利用SolidWorks有限元分析工具Simulation进行应力分析,验证了优化设计结果的合理性。      

晶圆传输机器人末端执行器的拓扑优化

为了实现晶圆片快速稳定传输,通过拓扑优化设计了新的机器人末端执行器结构。首先,利用三维UG软件对晶圆传输机器人末端执行器进行实体建模;采用ANSYS对末端执行器进行静力学仿真,并对仿真结果进行分析,对其进行拓扑优化,计算出新的末端执行器结构,建立新的模型;最后,用ANSYS对新的末端执行器分别进行静力学仿真和动力学模态仿真,验证了此机械结构具有合理性。结果表明,新结构的末端执行器更省材料,形变、应力变化不大,固有频率符合要求,更有利于晶圆快速、高效、平稳地传输。     

开沟铺管机高程主控臂轻量化设计

高程主控臂是开沟铺管机执行机构中的关键部件，其结构强度决定整机运行可靠性，质量大小影响高程控制响应速度。结合实际作业工况，基于有限元方法，通过静力学分析、瞬态动力学分析得到高程主控臂力学特性。基于力学特性，通过定义设计变量、约束条件及优化目标，对高程主控臂结构进行尺寸优化。结果表明，优化前的结构稳定性偏于保守，远高于设计使用需求，优化后的结构虽然减小了板厚，但通过数据分析对比，结构抗失稳系数依旧保持在合理范围内，证明结构优化合理。研究方法与结果为开沟铺管机高程主控臂的结构设计提供了参考。      

花生收获机传动系统的运动机理分析与参数优化

通过对4H-2型花生收获机传动系统的运动机理分析,得到了该收获机传动部件的运动规律以及传动部件中主要参数的关系表达式。以提高作业质量、延长机具寿命、简化结构布局、确保动力传动的高效可靠为目标,建立了传动机构的优化模型。利用Matlab等相关软件,对4H-2型花生收获机的传动机构进行了优化分析,确定了主要杆件的尺寸,提高了4H-2型花生收获机的性能与工作可靠性,降低了造价。     

双质量飞轮内部传动结构强度及疲劳寿命分析

随着初级飞轮与次级飞轮相对转角的变化,分段变刚度双质量飞轮具有不同的刚度特性和非线性变化转矩,双质量飞轮内部传动结构作为传递动力和运动部分,结构可靠性和使用寿命必须保证。将建立的三维CAD模型导入HyperMesh软件中进行有限元分析前处理,建立了有限元分析模型,经过仿真求解计算,分析了结构变形、应力分布特点,对比分析和讨论了静强度和接触强度分析模型的结果,预测了结构疲劳寿命,结果表明:结构的静强度满足工作要求,在变载荷作用下结构的疲劳寿命远超过100万次,属于高周疲劳,能够满足要求。     

基于1stopt的全局优化法在拖拉机最终传动齿轮参数设计中的应用

针对常规设计方法容易陷入局部优化解的问题,以拖拉机最终传动齿轮参数优化设计为例介绍了基于1stopt的全局优化法在机械混合离散变量优化设计中的应用。结果表明,该方法求解速度快,收敛效率高,使用方便,是处理复杂非线性混合变量优化问题的有效手段。     

机械传动方案的设计

机械传动装置的主要功用是将一根轴的旋转运动和动力传给另一根轴,并且可以改变转速的大小和转动的方向.文章介绍了机械传动方案的设计和计算过程.