汽车驾驶室后悬置支架的拓扑优化设计

阐述了借助于Hyper Works软件的拓扑优化和形状优化技术,实现驾驶室后悬置支架减重优化设计的过程,并结合实际受力情况对传统优化设计与拓扑优化设计方案做了有限元验证对比分析。结果表明,经减质优化后的支架,应力值大幅减少,应力分布更加均匀,相对原始结构质量明显减少,能够满足产品的使用性能和铸造工艺性能要求。

重型特种车底盘摆臂支架拓扑优化设计研究

针对重型特种车摆臂支架,通过建立整车多体动力学模型,计算得到了摆臂支架在车辆满载、紧急制动和超载工况下的受力。采用变密度法对摆臂支架展开了以结构加权应变能(Weighted Compliance)最小为优化目标,结构位移、体积分数、应力和拔模方向为约束条件的结构拓扑优化设计,并对优化后的摆臂支架进行多工况条件下的强度计算。结果表明,在结构静强度满足设计要求的同时,优化后摆臂支架的质量降低了20.6%,同时实现了摆臂支架结构一体化铸造加工的目标。

虚拟环境下农机箱体零件的轻量化建模与仿真

针对拖拉机在设计初期由于工作环境复杂,为了增加整机刚度和强度,造成整机重量过大,轻便性不足等问题,对拖拉机变速箱箱体以及后桥箱体进行轻量化设计。轻量化技术就是在保证零件拥有足够刚度和强度的前提下,通过优化分析后进行再设计,达到减轻重量的目的。以拖拉机变速箱箱体与后桥箱体为例,阐述了箱体的设计要求与功能、设计步骤以及箱体刚度和强度的校核方法,完成箱体选型后,结合箱体内部齿轮组、轴等传动零件结构尺寸确定主要尺寸参数,使用Solidworks 2016进行虚拟环境下的建模设计;使用NX 10.0中的有限元分析模块对箱体零件进行静态有限元分析,箱体零件在慢1档时输出扭矩最大,在此工况下进行静态受力分析得到初步优化结果;最后,通过HyperMesh进行箱体零件网格划分,采用变密度法进行拓扑优化,得到优化结果。结果表明:在满足箱体的刚度、强度等要求的同时,对轴承受力位置进行加厚与调整,箱体外部受应力较小位置通过挖孔等减重,最后使变速箱箱体减重5.6%,后桥箱体减重14.3%。

液压凿岩台车钻臂结构优化设计

以多自由度多关节凿岩台车钻臂为研究对象,基于凿岩台车液压三角支撑以及万向回转结构,对组成钻臂的主要构件进行参数化三维建模,并利用UG软件自带的间隙检查功能检查模型的干涉情况,确保模型不会发生干涉。根据凿岩台车钻臂实际作业条件,分别对钻臂底座和推进梁托架尺寸进行优化以及拓扑优化,使其在满足强度的要求下减轻钻臂重量,并在减少功耗的同时保持更好的稳定性。

碳纤维复合材料机械臂结构多级优化设计

为实现机械臂的轻量化设计,采用等刚度代换法对一种传统工业机器人的大臂进行碳纤维复合材料结构设计和优化,采用拓扑优化与参数优化相结合的多级优化方法,在保证机械臂满足各项性能的同时,使机械臂质量明显减小。优化后的机械臂的质量比原始结构降低89.3%,轻量化效果明显。

LED粘片机运动摆臂的优化设计与分析

LED粘片机在正常工作时,摆臂往往存在运动不平稳、振幅较大及趋稳时间较长等问题,影响粘片效率与精度。通过分析摆臂的整个运动过程,提出新的设计方法。首先,利用5次多项式运动曲线来替代梯形运动曲线,保证摆臂运动过程的平滑性;其次,结合静力学分析、模态分析及瞬态动力学分析,对摆臂进行外形优化设计;然后,为减少摆臂转动惯量对运动的影响,对摆臂进行拓扑优化,得到摆臂的优化模型;最后,通过瞬态动力学分析验证,证实了此方法的可行性。

一款摆臂式垃圾车关键结构的分析与设计

以一款摆臂式垃圾车车型设计为目标,建立了车辆的结构模型,运用有限元软件进行静态强度分析,得到了该车关键部件的变形、应力分布情况。据此,通过减小板厚、结构优化的方式逐步对其进行优化设计,最终达到降低结构质量及制造成本的目的。

拓扑优化技术在摩托车后摆臂设计中的应用

拓扑优化技术是一项新兴的设计方法,是在一定空间区域内寻求材料最合理分布的一种优化方法,是一个迭代的过程,可以在方案设计阶段给出零部件甚至组件的合理材料布局,减轻结构质量,通过这项技术,企业能缩短设计周期,提高产品性能,减少昂贵的样件生产和整车测试次数,这一新兴优化设计方法非常适合于摩托车工业中车架及后摆臂整体和单个零件的设计。