基于灵敏度分析的轧机联轴器整体尺寸优化

文中以某钢厂3800 mm粗轧机滑块式万向联轴器为研究对象,基于灵敏度分析,采用整体尺寸优化技术,寻找结构各尺寸变量的最佳组合,从而减小结构整体应力。建立联轴器的三维有限元模型,并对其进行了极限工况下的静强度分析。分析结果表明:在扁头的圆弧根部、叉头的滑块槽根部和进油孔与弧形面根部有较大应力。通过灵敏度分析,确定了结构各尺寸变量对结构整体应力影响程度,选择灵敏度较大的4个尺寸变量作为设计变量,以叉头虎口应力最小为优化目标,同时约束叉头和扁头应力在适当范围内,对联轴器进行尺寸优化。根据优化结果对结构进行重新设计及强度对比分析。结果表明:轧机整体平均应力减小,最大减幅约70 MPa,说明优化后的结构尺寸配合更科学和更合理,有效提高了联轴器强度。