基于OptiStruct的开卷机主轴疲劳特性优化设计

为改善6 t级开卷机主轴在交变应力作用下引起的应力疲劳现象,运用OptiStruct对开卷机主轴的实际工况进行静力学分析,基于HyperMesh对其进行有限元前处理,运用Gerber法进行疲劳分析,并基于OptiStruct的应力雨流计数法和Miner理论求得开卷机主轴的疲劳损伤量和疲劳寿命.以主轴柔度最小化为目标函数,以疲劳寿命为约束条件,构建开卷机主轴的优化模型,并通过OptiStruct进行优化求解得到开卷机主轴的最佳形状.通过优化前后的力学和疲劳特性对比可得：优化后的开卷机主轴危险部位,应力集中现象降低的同时,疲劳寿命也显著提升.基于形状优化设计对开卷机主轴进行尺寸改进,有利于其力学、疲劳性能的改善,为改进开卷机主轴结构设计提供了理论依据.