基于ANSYS的机床床身尺寸优化设计

基于ANSYS有限元分析方法,利用响应面优化和灵敏度分析,对机床床身进行静态、动态性能分析。以床身外壁厚度和内部筋板厚度作为设计变量,以其最大变形量和一阶固有频率作为目标函数建立数学模型。对比优化前后的尺寸参数,得出机床床身最佳优化尺寸,使机床床身的结构性能得到改进。     

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SIMP法的机床斜床身拓扑优化设计

以某型数控车床斜床身为研究对象,利用SolidWorks软件建立床身的三维模型,并对模型进行了受力分析;在HyperMesh前处理软件建立床身有限元分析模型,利用OptiStruct求解器进行静力分析、模态分析,采用SIMP法对床身进行拓扑优化。研究结果表明,利用拓扑优化设计,可以设计出更合理床身结构布局形式,从而实现轻量化设计。根据优化结果,设计出床身的新方案,将优化方案与原方案性能进行对比。数据表明,新床身方案的质量比原方案减轻了4.3%,床身导轨的变形都有不同程度的下降,前三阶固有频率也均有不同程度的提高,验证了优化方案的可行性。     

基于有限元的连杆优化设计

首先对连杆进行有限元分析,确定了连杆的应力集中点和最大变形量,然后对连杆的应力点及其相关尺寸参数进行灵敏度分析,找出对其影响最大的尺寸参数。利用优化设计和有限元计算相结合的技术,以连杆质量最小作为目标函数对连杆进行优化设计。     

基于有限元分析的气囊抛光头结构优化设计

针对气囊抛光头对接触区域压力呈类高斯分布的要求,采用有限元分析的方法,通过研究气囊抛光头接触区域的充气变形情况,对气囊抛光头展开结构优化设计.基于Preston方程分析影响压力分布的实验参数,建立有限元三维模型,观察气囊抛光头与工件在不同实验参数条件下的接触变形情况,并提取气囊抛光头轮廓圆度变形数据,采用最小二乘法对气...     

加工中心床身结构柔性模块的有限元分析与优化

可靠性与通用性问题是加工中心结构柔性模块设计过程中被关注的热点问题,设计中需要不断进行改进与创新,从而使柔性模块拥有较高的精度和稳定的工作状态。以Pro/MECHANICA为分析平台,运用有限元分析方法,对加工中心结构床身柔性模块的材料属性、边界条件和施加载荷进行研究。通过静态与模态分析,确定柔性模块的最大应力、最大变形和振动情况,从而对柔性模块实现结构优化。     

基于UG的三轮汽车转向联板有限元分析及优化设计

应用UG NX8.5的高级仿真模块,建立某三轮汽车转向联板的有限元模型,通过解算器NX NASTRAN对有限元模型进行分析求解,得到三轮汽车转向联板在三轮汽车满载匀速直线行驶工况下的位移变形和应力分布情况,再根据分析结果,应用UG NX8.5的优化分析工具Altair HyperOpt对零件进行优化设计,使三轮汽车转向联板的结构既满足设计要求,又达到质量轻、成本低的目的。     

移栽机主梁的有限元分析与优化设计——基于Ansys Workbench

目前,针对移栽机的研究设计多为理论设计,其缺点是整机质量偏重,对拖拉机牵引力要求高,同时机具购置费和燃油费等均较高,这些阻碍了移栽机在农村的推广应用,必须合理优化其结构尺寸以达到减少整机质量的目的。为此,以移栽机主梁为例论述了基于有限元软件Ansys Workbench的优化步骤和方法,建立了吊杯式移栽机主梁的有限元模型,确定了移栽机在被拖拉机牵引托起的情况下主梁所受载荷和约束等边界条件。根据国家标准和理论计算,初步确定主梁选用材料为Q235、宽度B=100mm、厚度t=5mm的方钢,并应用Ansys Workbench软件的Static Structure模块对其进行了结构静力学分析计算,得出了此条件下主梁的等效应变和等效应力分布云图。然后,在Ansys Workbench下,应用多目标优化设计的方法对主梁的结构尺寸进行优化,确定了优化后主梁的结构尺寸,达到减少整机的质量和降低拖拉机牵引力的目的;同时,应用有限元优化设计的方法不仅降低了移栽机的生产和使用成本,也满足了节能生产的要求,更利于移栽机的推广使用。     

柴油机曲轴有限元分析及结构优化设计

对一车用柴油机整体曲轴建立了符合实际情况的三维模型,采用有限元法对其进行了三维有限元分析,研究了整体曲轴的应力状态,并对其在交变载荷下的疲劳强度进行了校核。同时对曲轴结构参数,圆角形状优化和圆角应力分布等相关问题进行了探讨。最后对曲轴进行了模态分析。为柴油机曲轴的结构设计提供了有价值的理论依据。     

拖拉机发动机曲轴零部件有限元分析优化设计

为了提高拖拉机柴油发动机曲轴的设计和优化效率,将有限元仿真分析方法引入到了曲轴的设计中,并通过曲轴的三维建模和仿真分析,对曲轴进行了优化设计,在满足极限屈服力的条件下,降低了曲轴的质量,节省了曲轴加工制造的原材料.最后,通过有限元分析方法,对曲轴的共振情况、强度和疲劳情况进行了有限元分析,结果表明:优化后的曲轴不存在共...     

变速器执行机构支架的有限元分析及优化设计

支架结构是变速执行机构的主要支撑和工作部件,其结构强度对保证变速器执行机构的工作至关重要。针对静力试验和振动实验中支架出现强度不足和其1阶固有频率与驱动电机的激振频率发生共振而使支架发生断裂的问题,建立有限元模型,根据实验获取的各工况下应力极值点,选取3种典型工况进行静力学分析,获取应力最大点,并对支架进行模态分析;基于分析结果对支架进行结构优化设计;对优化后的结构进行有限元分析与实车实验,以检验模型分析和优化的可靠性。从仿真和实验结果可知,优化方案可行,为此类设计提供参考。     

考虑静动态性能的机床床身拓扑优化设计方法

以某型立式加工中心机床床身为研究对象,基于有限元方法,以床身结构的前3阶特征频率和静刚度之和为优化目标,对机床床身进行拓扑优化,得到新的床身结构。研究结果表明:通过拓扑优化得出的机床床身结构较原型床身,在床身质量略有下降的情况下,最大变形量与床身前3阶特征频率均有显著提升,验证了拓扑优化方法运用在床身结构设计中的可行性。     

基于线性规划的给水管网系统动态有限元优化设计

给水管网系统优化设计是解决城市供水管道故障有效方法之一,通过将给水管网年折算费目标函数对管径的非线性函数作线性处理,从而建立了每一段管网的造价折算模型,并以表征给水管网特征的坐标参数作为约束条件,计算出线性规划最优解,且对管段能量方程作线性处理,在水力学动态平衡原理和有限元理论基础上,建立有限元分析模型.该计算模型实用简便,可为工程应用提供参考.     

基于有限元的发动机后吊钩拓扑优化设计研究

拓扑优化因其对结构尺寸和形状优化效果较强而被广泛应用在各行业零部件的优化中,本文首先介绍了优化设计的概述及拓扑优化的主要应用对象、数学模型及其求解方法,然后以发动机中后吊钩结构件为例,详细介绍了利用Solidthinking Inspire进行拓扑优化的操作流程,最后本文通过与一个由设计工程师根据经验优化的后吊钩进行对比分析,得出利用solid Thinking Inspire软件优化设计的方法不受设计经验的限制,在优化设计中考虑了真实边界条件和载荷条件,优化后的结果既能满足零件的功能性需要,又能满足零件的可靠性需求。     

磁力泵隔离套中的有限元分析及优化设计

在传统经验设计基础上，利用有限元分析软件ANSYS对磁力泵隔离套进行结构参数的性能分析，并根据某些功能要求对隔离套的结构参数进行优化设计，得出了性能参数的影响因素，从而能够迅速准确地满足生产的实际需要，具有一定的实用价值。     

某铝合金厢式货箱有限元分析及优化设计

为验证某铝合金厢式货箱的各项性能是否满足企业要求,基于有限元方法,利用HyperMesh软件对现有货箱进行多工况结构强度分析,将仿真结果与企业标准进行对比,发现货箱结构的不合理之处并对其进行优化设计。通过改进货箱底板前后侧横梁的结构形式,消除了底板总成的应力集中现象,并以底板总成各零件的厚度作为设计变量,在Opti Struct中对其进行尺寸优化,确定了底板总成的轻量化设计方案;为减小箱板变形,在关键部位增加U型加强梁以提高箱板刚度。再次利用HyperMesh软件对改进后的货箱进行结构强度分析,结果显示货箱的各项性能参数均满足企业标准要求。     

ZB1020LDC车架有限元分析与优化设计

利用有限元法对现有的ZB1020LDC车架进行建模,完成初始强度分析计算,计算车架的变形与应力分布。根据分析结果,对车架结构中应力较小的部分进行减薄处理,修改模型,重新进行车架的变形与应力分布验证。最后,对优化后的车架进行试验验证,确保理论分析的可靠性。     

农用自卸车制动蹄有限元分析及优化设计

针对某农用自卸车制动蹄结构存在薄弱环节,采用有限元方法对其进行静动态特性分析和优化设计。建立制动蹄的有限元模型,计算凸轮对制动蹄的促动力和制动蹄回位弹簧的拉力,在其工况下进行静力学和模态分析。在此基础上进行拓扑优化,并提出制动蹄优化设计方案。优化结果表明,制动蹄的最大变形量减小16.5%,最大应力降低28.38%,前三阶固有频率分别提高23.57%、31.74%和31.44%,为制动蹄的结构设计和优化提供一定的理论依据。     

液压挖掘机动臂有限元分析及优化设计

动臂是液压挖掘机执行装置中的关键部件,针对当前挖掘机设计过程中存在的问题,采用三维建模软件Creo3.0创建挖掘机动臂三维模型,使用有限元分析软件ANSYS Workbench对液压挖掘机动臂进行静力学分析和模态分析,获得动臂的应力分布、固有频率和模态振型;对动臂结构中的薄弱位置,在ANSYS Workbench软件中进行分析及结构优化;根据优化结果改进动臂结构,并对优化后的动臂进行强度校核。分析结果表明,改进后的液压挖掘机动臂结构正确并有效。