桥式起重机主梁取消拱度的安全设计范围分析

桥式起重机主梁拱度取消对于节约成本和自动化作业具有十分重要的意义。通过有限元法搭建桥式起重机主梁模型更接近于实际工况,对于不同吨位,不同系列主梁,采用有限元计算,过程会过于繁琐,必然产生重复劳动,耗时耗力且浪费资源。这里采用耦合有限元方法的响应面方法搭建主梁预测理论模型,避免了利用有限元软件进行重复计算,为主梁模型直接提供显性目标函数。进一步开展了主梁传递路径分析和取消拱度安全预测的初步实验,并对一定误差范围内预测函数的正确性进行验证。研究结果为桥式起重机快速发展和装备更新换代提供理论支持。

考虑模态分析的超高加速度宏微运动平台导轨架优化设计

超高加速度宏微运动平台具有定位精度高、误差小等优点,基于模态分析对超高加速度宏微运动平台的关键机构导轨架进行优化设计,以实现平台的性能优化。采用SolidWorks软件搭建导轨架模型,通过ANSYS Workbench软件进行模态分析、拓扑优化和响应面优化等,在保持1阶固有频率稳定的前提下尽可能降低导轨架的质量。结果表明:响应面的优化符合预期目标,导轨架的1阶固有频率增加了0.7%,质量从6.165 kg减小到5.592 kg,变化率为9.2%,达到了轻量化的目的。

柔性定位平台的瞬态动力学分析及疲劳寿命分析

为提高超高加速度宏微运动平台完成定位工作时的安全性和精确性,以宏微运动平台的关键部件柔性定位平台为研究对象,探究宏微运动平台在微定位工况下对柔性定位平台疲劳寿命的影响。利用SolidWorks建立柔性定位平台的三维模型,在ANSYS Workbench进行静力分析和瞬态动力学分析,获得柔性定位平台危险点的位置及疲劳分析所用载荷谱。运用Goodman曲线评估方法对平台进行疲劳评估,得出的数据均在Goodman曲线框内,评估结果合理。最后利用nCode计算柔性定位平台的疲劳损伤和疲劳寿命,得出随着驱动频率的增加,柔性定位平台的疲劳寿命在降低的结论。研究结果对超精密定位平台的研究提供了参考。

超高加速度宏微运动平台基座模态分析与优化设计

超高加速度宏微运动平台基座与音圈电机共振会严重影响平台的定位精度。以基座为研究对象,以提高基座1阶固有频率和降低质量为研究目标,利用SolidWorks和ANSYS Workbench进行模态分析、拓扑优化、直接优化和响应面优化分析,获得了模态振型、固有频率和优化方案,并对优化后的模型重新进行有限元分析。结果表明:基座1阶固有频率增加6.8%,质量减小8%,提高1阶固有频率同时实现了基座轻量化。

超高加速度宏微运动平台连接臂的疲劳寿命分析研究

宏微运动平台连接臂是宏微运动平台的关键部件,其工作寿命影响着宏微运动平台的使用时间与定位精度。联合SolidWorks、ANSYS Workbench和nCode DesignLife对连接臂进行有限元仿真。通过SolidWorks建立连接臂的三维模型,导入到ANSYS Workbench中进行静力分析、模态分析和瞬态动力学分析,获得危险点的位置、固有频率、振型、应力和变形随时间变化曲线以及疲劳载荷谱数据。将瞬态动力学分析结果和载荷谱数据导入到nCode DesignLife中进行疲劳评估,得到连接臂疲劳寿命和疲劳损伤结果云图。结果表明:连接臂危险点主要分布在连接臂右端的脖颈处;在工作中,宏微运动平台连接臂不会与音圈电机发生共振现象;连接臂危险点处的最低寿命为1.047×10^(14)次。

超高加速度宏微运动平台连接臂的疲劳分析及优化设计

提高连接臂的疲劳寿命对于宏微运动平台超高加速度和超精密定位的实现起着非常重要的作用。文中针对超高加速度宏微运动平台关键部件连接臂展开研究:采用SolidWorks软件搭建连接臂模型,通过有限元分析软件ANSYS Workbench对连接臂进行静力分析、疲劳分析。为了提高连接臂疲劳寿命,以满足连接臂的工作要求为约束条件,以连接臂的质量最小、寿命最高为优化目标进行拓扑优化研究。基于拓扑优化结果,对模型进行优化,所获得的优化后的连接臂模型与优化前模型进行对比,结果表明优化后的连接臂在质量减少的同时大幅提高了寿命,这为超高加速度宏微运动平台实现超精密定位提供了理论支持。

考虑疲劳寿命和轻量化的柔性定位平台优化设计

以提高柔性定位平台的疲劳寿命、减轻柔性定位平台的质量为目的,对搭建的初始模型进行有限元分析并获得位移和应力云图,得到位移和应力随着载荷变化的趋势,通过疲劳分析获得最低寿命点的寿命。对柔性定位平台进行拓扑优化,根据优化后的结果对柔性定位平台重新建模,将优化前后模型相对比。结果显示:优化后的柔性定位平台提高了寿命,降低了质量。