机械臂轻量化设计方法研究

基于有限元方法对机械臂结构进行轻量化设计研究,对比不同优化方案的效果,并从模态、强度二方面对优化结构进行有效性验证。首先建立了机械臂结构的几何模型,对初始几何模型进行静强度分析,在此基础上进行轻量化方法研究,重点对比了两种不同优化方案的轻量化效果以及强度结果,最后对较优方案的设计模型进行模态分析,验证其动态特性。结果表明,两种优化设计方案均有较好的轻量化效果,较原始模型减重35%左右,其中基于变形最小化的优化模型结构更为合理,具有更好的结构强度,且动态特性满足设计要求。     

农用挖掘机动臂结构优化设计

为了对农用挖掘机进行轻量化改进以降低生产成本,以市场现有的JKW-20山地农用挖掘机挖掘装置为研究对象,对农用挖掘机挖掘装置动臂结构进行参数化建模,运用ANSYS软件对其进行拓扑优化。基于拓扑优化的新结构,设计动臂新结构变量,以动臂结构应力和质量为优化目标,寻求动臂结构尺寸最优解。通过求解结果可知：运用响应面优化法能够使得动臂结构在保持安全可靠的前提下,其质量减轻19.36%,应力降低4.35%。     

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。     

测量车检测臂结构设计与研究

简要介绍接触轨非接触检测系统总体结构方案和关键设备的选型,利用SolidWorks对接触轨检测臂进行结构设计;然后导入到ANSYS Workbench中,对机械臂结构进行静力学分析,得到检测臂结构的受力和应力分布;在此基础上完成检测臂的拓扑优化和尺寸优化,检测臂结构在不影响正常检测且满足材料强度的条件下减重30%左右;对优化后的结构进行有限元理论验证,然后进行实物制作,用于接触轨非接触的检测。检测臂结构的设计降低了材料成本,减轻了实物质量,突出了检测设备便携式的特点,优化理论推广为便携式检测设备的研发提供理论参考。     

基于VB和ANSYS的车架轻量化设计

以某客车车架为研究对象,基于ANSYS软件建立其有限元模型,对该车架进行静力学分析。结合ANSYS提供的优化方法,进行车架结构参数的优化设计,实现车架的轻量化。基于VB和APDL开发相应可视化软件,可方便快捷地对车架进行优化设计。     

挖掘机动臂结构轻量化设计的研究

以某小型6 t反铲液压挖掘机的动臂结构为研究对象,针对挖掘机工作装置结构轻量化设计中的不足,将考虑耐久性的动臂轻量化设计方法应用到某型液压挖掘机动臂结构的设计中,最终得到了新的动臂结构。结果表明优化后的动臂结构质量减小21.7%,且结构刚度和强度符合作业要求。     

工业内窥镜弯角锁定装置的轻量化设计

为实现工业内窥镜在控制弯角时随转随停的功能,设计了弯角锁定装置并利用ANSYS软件进行静力学分析。结果表明,刚强度满足设计要求且可以继续优化。以最小质量为优化目标,对关键零部件外周圈单元进行轻量化设计,将优化后的模型再次进行静力学分析验证刚强度可行性,并对优化前后模型的静态特性对比分析。结果表明,优化后的模型质量减少了18.9%,最大应力和位移虽有些许的增加,但均在刚强度设计要求内,确定了拓扑优化的可行性。     

基于ABAQUS的飞机起落架扭力臂拓扑优化分析

起落架是飞机在起降过程中重要参与部件,也是飞机主要承重受力部分,对飞机起落架扭力臂的轻量化设计具有重要的研究意义。以飞机起落架的扭力臂为研究对象,利用仿真软件ABAQUS对其建模,导入优化设计模块,使用该软件自带的条件算法对飞机起落架扭力臂进行拓扑结构优化。拓扑优化后,与其初始设计模型相比,在承受的载荷基本不变情况下,应力减少了4%,体积减少了50%,满足扭力臂轻量化设计需求。     

某打浆机机架有限元分析及优化

为研究打浆机承载机架的可靠性,对机架进行有限元分析。通过应变电测试验,验证了有限元模型与仿真计算的可靠性;通过静力学分析,校核了机架在平稳运输状态下的强度、刚度;对机架的主要组成部件进行了多目标尺寸优化,并依据优化结果进行了改进,改进后的机架在满足强度、刚度要求的前提下减轻了8.07%,同时简化了结构,减少了焊接工序,达到了机架轻量化的目的。     

中型自卸车主车架设计与静力学分析

设计了一款中型自卸车的主车架,对其进行了弯曲工况和扭转工况的静力学校核.根据分析结果进行结构优化与轻量化,最终不仅结构强度满足了要求,也减轻了主车架质量.     

基于ANSYS的装载机动臂框架应力分析

为了进一步提高装载机性能,降低生产成本,对装载机动臂框架用Pro/ENGINEER软件建立动臂几何模型,并用ANSYS有限元分析软件对装载机动臂在极限载荷工况下应力和变形分布进行了分析。结果表明,动臂框架结构中存在应力较大的危险点,传统经验设计存在一定的不合理性,满足不了实际工作需要,应对其采取相应改进措施。     

基于应力特征的商用车前桥轻量化研究

以某型商用车前桥为研究对象,提出一种基于应力特征的轻量化研究方法。对前桥进行理论受力分析,从而确定有限元加载方式。建立前桥有限元模型,并对前桥典型工况进行静力学分析。结果表明,应力最大值低于材料屈服强度,因此存在轻量化空间;通过对前桥模态分析,证明了前桥动态特性的合理性。以前桥最大应力为约束进行拓扑优化,优化后模型在满足强度、刚度及模态要求下,减质3.4kg,实现轻量化。     

柴油机支架优化设计及模态分析

为提高柴油机支架结构稳定性以及降低支架重量,以某品牌农用三轮车柴油机支架为研究对象,对支架进行形状和结构优化.首先运用UG软件建立支架的三维实体模型并导入有限元分析软件ANSYS,利用静力学分析模块Static Structural对支架进行静力学分析,得到支架准确的位移云图及应力云图,进而在静力学分析结果基础上,利用...     

基于灵敏度分析的木薯精播机机架结构优化设计

木薯生产机械化程度低是制约我国木薯产业发展的瓶颈之一,研究高性能的木薯精播机对于促进木薯产业稳定发展具有重要推动作用。木薯精播机结构组成复杂,为提高工作性能,机架必须具有良好的结构与力学性能。本文以课题组研制的双行木薯播种机均匀精量自动排种装置的机架为研究对象,采用UG联合ANSYS软件建立机架的有限元模型,使用ANSYS Work Bench对机架进行静力学分析、约束模态分析以及灵敏度分析。通过模态分析确定优化响应,灵敏度分析确定设计变量,模型建立确定优化目标,多目标优化设计数学模型计算得到6组非劣解。在所得6组方案和初始方案中,基于熵权的模糊物元模型抉择出最优的机架结构方案。双行木薯播种机均匀精量自动排种装置机架优化前后对比分析表明,第一阶模态频率提升3.60%,机架质量减轻8.76%,最大变形减小5.08%,较好的达到了机架轻量化结构优化目的,研究结果可为木薯精播机的设计提供参考。     

曲柄滑块秸秆压缩机构振动研究——基于惯性力平衡法

针对现有曲柄滑块秸秆压缩机构在秸秆压缩过程中存在振动较大的问题,通过建立曲柄滑块秸秆压缩机构的结构模型对秸秆压缩过程中的惯性力进行分析,求解秸秆压缩过程中曲柄滑块机构的不平衡惯性力,并基于振动测试结果及惯性力平衡法设计了曲柄滑块秸秆压缩机构的自平衡结构及模型。结果表明:曲柄滑块秸秆压缩机构外侧壁的前后、上下、左右方向的最大振幅分别为49.39、36.86、19.25mm,通过惯性力平衡法对曲柄延长端进行配重40kg,可将曲柄滑块秸秆压缩机构在秸秆压缩过程中产生的振动有效减低。本研究为设计低振动曲柄滑块秸秆压缩机构提供了设计依据和结构参数。     

基于ANSYS的拖拉机传动装置结构优化研究

以拖拉机传动装置为研究对象,分析主要传动机构中锥齿轮传动副存在的共振的风险.通过对拖拉机传动装置中弧形锥齿轮进行参数设计,并计算其接触应力、啮合频率及回转频率,建立锥齿轮传动副三维模型,并利用ANSYS进行接触应力和模态分析.结果表明:有限元分析所得接触应力与理论计算值相当,模态分析所得固有频率与啮合频率和回转频率相差...     

基于灵敏度分析的木薯播种机自动排种装置机架结构优化

木薯生产机械化程度低是制约我国木薯产业发展的瓶颈之一,研究高性能的木薯精播机对于促进木薯产业稳定发展具有重要推动作用。木薯精播机结构组成复杂,为提高工作性能,播种机的自动排种装置机架必须具有良好的结构与力学性能。以课题组研制的双行木薯播种机均匀精量自动排种装置的机架为研究对象,采用UG联合ANSYS软件建立机架的有限元模型,使用ANSYS Work Bench对自动排种装置的机架进行静力学分析、约束模态分析及灵敏度分析。通过模态分析确定优化响应,灵敏度分析确定设计变量,模型建立确定优化目标,多目标优化设计数学模型计算得到6组非劣解。在所得6组方案和初始方案中,基于熵权的模糊物元模型抉择出最优的机架结构方案。双行木薯播种机均匀精量自动排种装置机架优化前后对比分析表明,第1阶模态频率提升3.60%,机架质量减小8.76%,最大变形减小5.08%,较好地达到了机架轻量化结构优化目的,研究结果可为木薯精播机的设计与优化提供参考。      

基于Workbench板簧支架轻量化设计

板簧支架是连接板簧和车架的主要承载结构,对其进行轻量化设计对于整车的轻量化具有重要的意义.以板簧支架为研究对象,利用SolidWorks软件进行三维建模,通过SoildWorks和Workbench软件之间程序接口,将模型导入Workbench中,利用Static Structural模块、Response surfa...     

车用内燃机曲柄连杆机构动力学分析

利用柔性多体动力学方法建立了基于ADAMS软件平台的内燃机曲柄连杆机构动力学仿真分析模型。并根据所建立的模型 ,对车用D6 114B内燃机曲柄连杆机构的运动学、动力学特性进行了仿真。通过仿真计算 ,得到考虑曲轴柔性时的曲轴主轴颈、连杆轴颈载荷 ,活塞、连杆等的惯性力以及内燃机的输出特性 ,为内燃机曲柄连杆机构的设计与改进提供了重要依据。