船用复合材料基座优化设计与试验研究

为了提高船用基座的减重隔振特性,以普通金属基座为出发点,采用有限元仿真计算方法评估了金属基座的隔振性能,并设计出复合材料基座和阻尼钢金属基座,通过改变复合材料基座的肋板结构进行隔振性能优化设计,结合仿真结果与减重,确定了复合材料基座的基本结构形式。本研究通过制作了3种不同材料体系的基座模型,同时制定试验方法与考核标准。实验结果表明,优化后的复合材料基座隔振性能最好,优于金属基座约4.7 dB(10 kHz内)。本研究对复合材料基座在船舶上的应用具有一定的指导意义。

面向轻量化的基座结构优化设计方法

基座作为机械结构重要承重件,其强度性能直接关系整机安全。针对筋板式基座结构,其构成件厚度是设计的关键点,以改善基座结构强度、降低重量为优化目标,以基座构成件结构参数为优化变量对基座进行结构优化,计算出较优的基座构成件尺寸参数,保证在满足强度要求的前提下,实现基座轻量化设计。

面向六自由度移动机械手底座位置优化方法

移动机械手具有良好的机动性和灵活性,在大型复杂零件的加工中具有广阔的应用前景。为了充分利用机器人的加工能力,提出六自由度移动机械手的加工基座位置优化方法。建立机械手运动性能指标和全局刚度指标,在此基础上综合考虑了六自由度机械手关节距离、关节速度、奇异回避和避碰等多约束条件。采用稀疏均匀网格分解寻找优化模型的有效初值,通过序列二次规划(SQP)方法最终求解基座的最优位置。最后通过风机叶片的加工仿真分析和实验验证了该优化方法的有效性和性能指标的正确性。