阐述了使用hyperworks软件对某边梁式车架建立了有限元模型的方法,在试验修正的基础上优化有限元模型,以总质量为目标,在材质强度许可的范围内对车架横纵梁的尺寸进行优化,依据优化结果提出了车架合理的轻量化设计方案。
作者:伍建军; 王子宁; 付鹏泽; 金渶棋 期刊:《机械设计与制造》 2020年第01期
针对传统设计方法下地铁车钩维护工作台尺寸与重量偏大,使得材料成本增大的问题,采用拓扑优化与尺寸优化相结合的方法,通过构建拓扑优化模型和尺寸优化模型,进行了从车钩维护工作台拓扑结构到各尺寸参数的优化过程,实现了车钩维护工作台的轻量化设计。在轻量化设计过程中,通过结构的拓扑优化设计得到了材料在设计空间内的最佳分布,在此基础上提取车钩维护工作台拓扑结构,并通过相对灵敏度分析,筛选出对车钩维护工作台质量降低敏感...
作者:王月; 沈志华; 肖伟; 张攀; 刘均; 程远胜 期刊:《中国舰船研究》 2019年第06期
[目的]基座结构的阻抗值及不同加载点间的阻抗均匀性会影响水下结构物辐射噪声。[方法]以一典型水下结构物长基座结构为研究对象,将基座腹板单元密度作为设计变量,提出以提高基座阻抗均匀性为目标的拓扑优化数学模型,并根据优化结果提出有效的腹板开孔形式。在此基础上,以基座各板厚作为设计变量,同时将基座的阻抗值及阻抗均匀性作为目标,建立基于宽容排序法的多目标尺寸优化数学模型,获得基座面板、腹板和肘板板厚优化方案。[结果...
作者:周成军; 刘富万; 周新年; 巫志龙; 吴传宇; 黄珍珍 期刊:《福建农林大学学报·自然科学版》 2019年第06期
针对轻型集材索道,设计穿轮配重轻型跑车,并阐述其工作原理.采用SolidWorks建立跑车的三维实体模型,应用HyperWorks建立跑车挡板有限元模型,通过网格划分、定义材料属性、创建边界条件和约束条件对挡板进行静力学分析;通过设置优化参数(设计变量为挡板厚度、目标函数为体积最小化)对挡板结构进行了尺寸优化,以达到结构轻量化的目标.结果表明:优化后的跑车挡板模型满足强度及刚度要求,跑车整机质量下降了18.6%.
作者:李宪华; 石雪松; 吕磊; 张雷刚; 宋韬 期刊:《系统仿真学报》 2019年第12期
针对服务机器人六自由度模块化机械臂,对其结构尺寸参数进行优化分析。定义机械臂工作空间全局可操作度指标,建立位姿坐标系,结合机械臂的逆解计算出位姿可达度,提出机械臂全局可操作度指标。以该指标的最大值作为优化目标,应用遗传算法对机械臂的连杆尺寸参数进行优化,得到优化后的连杆尺寸和全局可操作度并绘制出优化前后的机械臂工作空间操作能力地图。仿真结果表明:优化后的机械臂全局可操作度明显提高,对比工作空间能力地图,...
高河能源3号煤层工作面矿压显现强烈,以往采用的小煤柱沿空掘巷及柔模支护沿空留巷工艺,均存在巷道两帮变形大,底鼓严重问题。为了研究3号厚煤层工作面区段煤柱留设的合理宽度,以E1316工作面为研究对象,通过数值模拟分析了E1315采空区侧向支承压力分布规律,揭示了沿空巷道的合理留设尺寸。采用Gaddg公式理论验算了区段煤柱留设的合理性。结果表明,留设35 m的煤柱,能够避开采空区应力集中范围,保证巷道的稳定性。
作者:毛君; 郭光领; 谢苗 期刊:《机械强度》 2019年第06期
为解决掘支失衡问题、提高掘进效率,设计了迈步式拱形超前支护装备。为研究该装置的结构稳定性,首先基于实际工况建立迈步式超前支护顶梁多点分布式静力学模型,并依据力法原理和奇异函数法列出顶梁应力、位移方程。然后运用有限元软件对单组支撑状态下冒顶工况进行静力学仿真,仿真结果表明支护顶梁存在应力集中现象,最大应力达192. 71 MPa,安全系数为1. 22。最后运用Ansys Workbench中Design Explorer模块对顶梁结构进行多目标尺寸...
作者:代峰燕; 邢爽; 陆营; 陈远清; 王冰 期刊:《北京石油化工学院学报》 2019年第01期
在满足静刚度的条件下,为减轻导轨质量,对其进行多目标优化设计。利用特殊结构设计的导轨实现齿轮齿条传动与承受载荷和导向运动作用的有机结合,该导轨是直角坐标式换热器管程清洗机器人的关键部件,在整体机器人的静力学分析中,其应力、应变最大,因此,对导轨进行了关键部件的有限元分析。以竖直导轨为研究对象,利用SolidWorks进行三维建模,通过专有程序接口将模型导入ANSYS Workbench中进行静力学分析,并利用ANSYS DesignXplorer模...
针对某煤矿区段煤柱尺寸优化问题,通过理论计算法确定了合理区段煤柱留设尺寸范围。提出留设煤柱的原则不是追求最小变形,而是允许适当变形,最终实现安全经济的和谐统一原则。遵循此原则,通过数值模拟,最终确定了煤柱尺寸为20 m。
作者:马臣杰; 张良平; 范重 期刊:《建筑结构》 2009年第S1期
在传统的结构设计中对构件的优化调整往往凭经验,这样做效率很低且结果往往不够理想。本文介绍了一种尺寸优化方法,是通过有限元程序来实现的,这种方法可以对构件进行自动优化并得到每个构件的敏感性,从而在构件调整时做到有的放矢。本文以深圳京基金融中心超高层结构为例详细介绍了这种优化方法。
作者:康海贵; 张霞 期刊:《科技创新导报》 2010年第16期
由于海上风机基础成本在整个风电场建设工程成本中占有相当大的比重,因此降低风机基础成本可以有效降低整个工程的成本。本文通过Ansys有限元分析软件对某近海风电场三桩风机基础进行有限元建模,分别进行了确定性的尺寸优化与形状优化,以及模糊性尺寸优化与形状优化研究。优化结果表明,形状优化比尺寸优化的效果要好,而模糊优化比确定性优化的效果更佳。
作者:王枫; 曹立达 期刊:《流体机械》 2019年第05期
随着轨道列车速度的提升,对其轻量化的设计也提出了要求。空调箱体作为轨道列车空调机组的重要组成部分,是影响列车安全运行的重要因素之一。为了满足列车轻量化设计的要求,本文在满足强度要求的基础上对空调箱体进行轻量化设计。首先利用 Ansys 对空调箱体进行静强度分析,并根据空调箱体质量分布的特点,对箱体的压缩机底板和盖板在 OptiStruct 中进行形貌优化,对箱体侧板厚度进行尺寸优化,最后对优化后的模型进行疲劳强度校核。研...
作者:于涛; 郭焕鹏; 范欣; 孔令赞 期刊:《机械设计与制造》 2019年第04期
针对现有通风管道清理机器人清理效率低、管道适应性差等问题,设计了新型空调通风管道清理机器人。介绍了机器人的结构组成及各机构工作原理;分析了机器人弯管通过性并给出了机器人通过弯管的约束条件;以清理机构各杆件长度为设计变量,综合考虑机器人运动干涉、机器人主体直径等约束条件,以机器人驱动轮所在外圆半径与清理机构毛刷所在外圆半径之差最小为优化目标对机器人清理机构进行优化,得到机器人最佳设计尺寸。最后,进行工程...
作者:卢立志; 刘勇; 张贵明; 崔剑峰 期刊:《世界桥梁》 2019年第01期
杭瑞高速岳阳洞庭湖大桥为(1480+453.6)m双塔双跨钢桁梁悬索桥,主梁为采用了钢-STC轻型组合桥面的板桁结合型钢桁加劲梁,钢-STC轻型组合桥面支承体系由横向桁架支承及桥面纵、横梁支承组成。采用ANSYS软件建立主梁节段有限元模型,针对组合桥面支承体系,从横向桁架结构形式、桥面纵横梁体系及其结构尺寸等方面进行设计优化。结果表明,带竖腹杆的横向桁架结构形式在桥面刚度、构件应力水平方面均具有较大优势;多横梁体系桥面刚度大,...
作者:王泰雷; 张雷; 贾学志; 高阁 期刊:《光学学报》 2019年第07期
针对某型号微纳遥感相机超轻质、低功耗、短周期和低成本的要求,设计了一种一体式超轻主支撑结构。从微纳遥感相机的任务需求出发,经过比较后选择钛合金作为主支撑结构的材料,并从质量和功耗两方面考虑选择了桁架式方案。建立了以基频为目标函数的拓扑优化数学模型,推导了目标函数的灵敏度,并通过采用改进的Heaviside密度滤波方法,得到了拓扑结果清晰的主支撑结构最优传力路径。以基频为目标函数建立尺寸的优化数学模型,得到了各部...
作者:田立勇; 王启铭 期刊:《测控技术》 2018年第10期
为提高液压支架底座的可靠性和稳定性,对ZZC8800/20/38型六柱支撑式固体充填液压支架底座进行有限元分析;建立底座模型并进行分析,确定其危险工况和其加载的方式;建立有限元模型并对其分析,确定了应力集中和位移变形最大位置以及每种危险工况的加载方式。根据有限元的分析结果,对底座结构进行拓扑优化,并以质量、最大应力和最大变形位移为优化目标,进行尺寸优化。优化后底座最大应力最大减小了79.7%,最大变形位移最大减小了53%,质...
作者:杨忠平; 王元汉 期刊:《建筑技术开发》 2005年第02期
介绍了无梁板桥的特点以及其结构分析中的数值方法与优化方法.在一定跨度范围内,与梁桥的相比,无梁板桥具有更多的优点.着重对无梁板桥设计中的主要结构尺寸采用正交试验优化法进行了探讨并得出设计中各结构尺寸间合理的相互关系.
作者:商铁林; 索永录; 魏迎春 期刊:《榆林学院学报》 2018年第06期
以榆林地区浅埋煤层大采高工作面区段煤柱为研究对象,分析了上覆岩层的垮落结构和区段煤柱的受力状态,推出了区段煤柱合理宽度的理论计算公式,指出计算机FLAC3D数值模拟优化区段煤柱尺寸的研究方法.阐明实验室相似材料模拟实验内容与方式以及监测煤柱应力与回采巷道变形监测点的具体布置方法.研究结论对榆林地区煤矿区段煤柱尺寸优化设计和安全高效生产以及促进矿区可持续发展具有重要的现实意义。
作者:刘丛浩; 李刚; 孙东; 张海鹏; 杨旭光 期刊:《中国科技论文》 2018年第10期
针对日常行驶和碰撞工况,考虑圆管和方管不同的截面特性,建立一种圆、方钢管混用的汽车工程学会方程式(formula society of automotive engineers,FSAE)电动赛车车架模型。在ISIGHT平台中集成ABAQUS,采用多岛遗传算法对车架钢管的截面形状、尺寸参数进行优化。首先根据紧急制动和急速转弯2种日常行驶工况,进行整体优化,再对车架进行正、侧面碰撞及翻车等涉及安全性的工况进行局部强度优化。最终仿真结果验证:强度满足设计要求,...
作者:于凌涛; 杨景; 王岚; 汤泽旭; 庄忠平 期刊:《哈尔滨工程大学学报》 2017年第12期
为了通过优化机械臂的尺寸来提高其运动性能,提出了一种基于运动学综合性能指标的机构尺寸和结构的优化方法。通过分析手术机械臂运动学雅可比矩阵奇异值,建立了全域空间条件数均值与全域空间条件数波动值的综合灵巧度指标,对远心点调整机构的尺寸进行了优化。基于对关节结构的有限元分析,优化其结构,实现了机械臂的轻量化设计。优化结果显示:优化后机械臂远心点的工作空间仍满足手术操作的需求,综合灵巧度指标提高了14.8%,被动关...