机翼下壁板维修孔自由尺寸优化设计

基于全机有限元模型建立了下壁板维修孔细节有限元模型。在细节有限元模型基础上定义了自由尺寸优化设计模型。以机翼整体柔度最小为目标进行自由尺寸优化设计。优化结果表明,为最小化翼盒整体柔度,下壁板维修孔两侧需要多分布材料以加强设计,而维修孔之间需要少分布材料以减弱设计。

基于自由尺寸优化的车身结构嵌件优化设计

为研究车身结构嵌件对白车身扭转刚度的影响,基于白车身扭转刚度仿真分析模型,首先通过自由尺寸优化方法找到结构嵌件在车身关键接头的嵌入位置,再用工程塑料内外饰零件的建模方法设计嵌件骨架结构,然后再次通过自由尺寸优化方法对嵌件骨架进行结构优化和轻量化,从而得到兼顾白车身扭转刚度和重量的嵌件结构。仿真分析结果表明:白车身在重量仅增加0.4%的情况下,扭转刚度提升5.5%,整体一阶扭转模态频率提升5.9%。

自由尺寸VC及其推广价值

PFA774C标准产品,有23个规格可供客户选择,除此以外的尺寸规格,都必须用非标的形式来解决。这就导致了大量的非标产生。而实际上,在这个尺寸区间内,秤台尺寸的种类有982101种。如此多规格的秤台,如何将其全部标准化,客户想要任何尺寸的秤台,都可以得到,而且不用走非标流程的。可能实现吗?答案是肯定的。我们的模式就是自由尺寸VC。

自由尺寸金属激光3D打印机问世

3D打印机为人们将设计器件的实体化提供了各种选择，但也存在一个共性问题一成品只是塑料，想要打印金属产品怎么办？日前，哈尔滨一企业推出了自由尺寸金属激光3D打印机，可以直接在空气里把复杂金属部件打印出来。该技术产业化后，有望引发金属部件3D打印技术在全球范围内产生变革。

基于复合材料机翼刚度的铺层自由尺寸优化分析

复合材料层合板的优化设计对于提高飞机结构承载能力具有巨大的潜在意义,自由单元尺寸优化技术是对复杂的复合材料结构进行优化的有效方法。本文从复合材料机翼翼盒的翼尖刚度控制出发,对机翼壁板铺层进行了自由尺寸优化设计分析。研究表明:在给定的机翼翼尖变形约束下,自由单元尺寸优化方法能够快速准确地设计机翼翼盒的复合材料铺层比例和厚度,寻找到最优的主传力路径布置,以及获得最小重量目标。

考虑动力学响应的天线座拓扑-自由尺寸协同优化设计

结构的动力学响应设计是复杂装备设计与制造过程中一个不可回避的问题。针对复杂舰载天线座结构的设计需求提出了考虑动力学响应的拓扑-自由尺寸协同优化设计方法。以加权频率最大化为目标函数,简谐激励下结构的应力幅值为约束,构建协同优化模型并推导目标函数以及约束函数的灵敏度信息。针对复杂天线座结构板壳实体混合模型,进行协同设计,由拓扑优化结果确定内部材料分布,自由尺寸优化结果确定壳体的大致厚度分布,并在考虑工艺性基础上进行精确尺寸设计。随后对优化模型进行重构并分析校核。采用协同优化方法能够有效减少设计过程中的反复迭代,提升设计效率。设计结果表明,该方法能够显著提升结构的固有频率,大幅降低最苛刻工况下结构最大应力、位移幅值,实现性能更为优异的天线座结构设计。

激光定位设备在大尺寸自由声场进行传声器比较法校准的应用

随着声学技术的广泛应用和不断发展,多种类型的工作标准传声器(简称:传声器)大量出现.受制于传感器结构、原理和尺寸的不同,静电激励器法和耦合腔比较法并不能完全满足校准需求,因此自由场比较法在校准中得到使用.为满足低频校准的需求,需要使用截止频率较低的大尺寸自由场空间.虽然大尺寸自由场空间的用途广泛,但是带来了声源、参考传声器和被校传声器的快速定位问题.实践证明位置定位准确性是影响校准重复性和不确定度的重要因素.提出一种采用激光定位设备在大尺寸自由场空间快速进行传声器自由场比较法校准的解决方案.该解决方案具有成本低、定位速度快和拆装便捷的优点.最后,结合校准实例给出了该解决方案的标准偏差和扩展不确定度评定结果.

双面共体反射镜结构优化设计与分析

为了满足某同轴四反红外光学系统中主四双面共体反射镜的性能要求,需要镜体在高轻量化率的同时具有更高的刚度,保持两个镜面面形稳定。该文采用拓扑优化的方法,以刚度最大为优化目标,约束设计域体积分数的方式对双面共体反射镜初始模型进行优化。优化结果表明,主镜面与四镜面通过以光轴为中心呈辐射形排列的筋板连接时刚度较高;通过自由尺寸优化获得主、四镜面和筋板的最佳尺寸参数;参考优化结果设计主、四共体反射镜,最终方案轻量化率达到82.4%。对主四反射镜模态及1g重力对面形RMS的影响进行分析,求得一阶频率达到417 Hz;1g重力作用下反射镜面形变化最大为λ/22(λ=632.8 nm)。分析结果表明,优化后的镜体刚度足够,且具有较好的抵抗重力变形能力。按照优化后的设计方案进行反射镜的加工和测试,主、四镜面形RMS实测结果均约λ/7,满足红外光学系统的性能要求,证明了本文优化设计方法的有效性,为双面共体反射镜的设计提供一定的借鉴作用。

尺寸标注完整性探讨

初学设计者 ,由于对定形尺寸缺乏足够的认识 ,导致不能正确地进行取舍 ,因而造成尺寸重复和漏标 ,文章将定形尺寸分为三类 ,根据不同类别进行取舍 ,避免了尺寸重复和漏标 。

浅析机械零件尺寸标注中基准的选择

阐述不同类型的机械零件尺寸其设计基准的选择原则,同一机械零件因尺寸基准选择的不同而导致不同的设计效果,进一步说明尺寸基准选择的重要性。

某燃料电池储氢系统框架随机振动疲劳分析与优化

燃料电池储氢系统框架是承载氢气瓶和相关系统的主要受力结构件,所以储氢系统框架的疲劳寿命尤为重要。储氢系统框架在随机振动台架试验中常有疲劳失效发生。文章对某燃料电池储氢系统框架进行模态分析和随机振动疲劳分析,发现储氢系统框架结构X、Y向弯曲模态的固有频率值过低导致其结构的疲劳损伤值过大,运用自由尺寸优化方法对其结构进行优化设计,提高了结构X、Y向弯曲模态的固有频率值,进而降低了结构的疲劳损伤值。最终结构的疲劳损伤值满足了设计要求。

三辊KOCKS轧制技术在韶钢中棒线的应用实践

通过对韶钢中棒线减定径机组的改造,三辊KOCKS轧制技术在该生产线得到了成功应用,中棒线可实现自由尺寸轧制、高精度尺寸轧制及低温轧制等前沿技术,中棒线产品质量得到了大幅度的改善,生产效率明显提高,增强了产品的市场竞争力,有利于打造韶钢特钢品牌。

风力发电机组轮毂结构优化

以中国自行设计的某MW级风机轮毂为研究对象,先对轮毂进行拓扑优化,验证拓扑结构,然后对轮毂进行自由尺寸优化,给出一种新型的轮毂结构,使得轮毂重量减少18.6%。优化后的轮毂不但节省材料的消耗,而且使得轮毂强度增加51.4%,疲劳寿命满足使用要求。

振级落差约束下齿轮箱基座拓扑构型设计

采用结构拓扑优化理论,研究某新型齿轮箱基座拓扑构型设计方法。在满足指定振级落差设计要求下,进行底座和腹板材料拓扑布局动力学优化,减轻基座的重量。建立了两种拓扑构型优化模型:1)振级落差约束下,基座重量为目标函数,底座方钢(阻振质量)拓扑构型优化;2)振级落差约束下,基座重量为目标函数,腹板及底座方钢综合拓扑优化设计。通过两种方案的计算对比分析,得到给定约束条件下的减振效果良好的腹板和底座方钢结构拓扑形式,为实际工程设计应用提供概念设计。丰富新型减振基座拓扑构型设计理论和方法。

基于OptiStruct的复合材料发动机罩结构轻量化设计

采用复合材料替换普通碳钢并运用Hyper Laminate创建发动机罩壳的复合材料模型,实现发动机罩的材料轻量化。依据发动机罩在多工况条件下,以柔度最小化为优化目标函数,以优化前后体积分数为约束条件,对复合材料的发动机罩结构进行自由尺寸优化优化化设计。通过优化前后的复合材料发动机罩结构的力学性能分析可得:优化后的复合材料发动机罩刚度大大增强,同时,还实现了结构的轻量化。优化后最大应力地减小,使发动机罩所受应力均匀化,改善了发动机罩地力学性能及其疲劳寿命。

某电磁弹射无人机复合材料机翼结构优化设计与分析

无人机已经成为航空领域重要成员之一。在无人机初步设计阶段,为减轻其结构重量,采用复合材料设计。复合材料在比强度和比刚度以及抗振和加工制造等方面优于其他传统材料,在无人机结构中得到了广泛的应用。由于复合材料层合板在生产加工过程中具有可设计性,在复合材料中已经成为使用最多的一种结构形式。以某型号电磁弹射无人机机翼为研究对象,建立了复合材料机翼结构的有限元模型,将机翼的结构重量作为优化目标,以机翼翼尖挠度和复合材料失效因子为约束条件,应用工程优化软件对复合材料翼面结构进行自由尺寸优化,整个优化过程需同时满足机翼强度及刚度要求。最终自由尺寸优化结果表明,复合材料的铺层比例和厚度分布在优化后得到了重新设计,比较之前的结构方案,优化后的铺层设计能够有效降低机翼结构质量,实现减重的优化目标。

基于HyperMesh二次开发的飞行器尾翼复合材料建模和优化分析

为解决飞行器尾翼复合材料结构建模复杂、优化工况繁琐等问题,利用Hyper Mesh二次开发技术开发尾翼复合材料建模优化分析系统.介绍该系统相关二次开发技术以及复合材料建模优化分析技术,并给出应用实例.通过该系统可自动建模,自动提交多阶段优化求解和出具结果报告,极大提高尾翼复合材料建模优化分析效率.

炭纤维复合材料应用于汽车后背门的设计与优化

以某SUV纯电动汽车的后背门为研究对象,利用有限元优化设计方法,以T300牌号炭纤维复合材料代替钢对汽车后背门进行轻量化的重新设计,通过自由尺寸优化、尺寸优化和铺层次序优化三个阶段对后背门炭纤维复合材料的铺层进行优化,并对优化后的炭纤维后背门各项性能参数进行分析。结果表明,相对于原钢制后背门,优化后的炭纤维后背门的扭转刚度、弯曲刚度、侧向刚度、扭转模态频率和弯曲模态频率等性能指标均得到不同程度的提升,且质量由原来的16.70kg降至8.32kg,减重率达到50.2%,轻量化效果明显。