多目标拓扑优化算法在液压制动器传热优化中的应用

为有效提升液压制动器的传热性能,基于多目标优化算法对风冷盘的厚度、风槽高度、肋片倾角和肋片数量等设计变量进行拓扑优化,实现制动盘温度峰值和质量的同步降低。采用PDE方程建立风冷盘传热模型,以负热流为边界条件,求解出恒压匀速制动工况下的二维瞬态温度场。基于ANSYS Workbech建立风冷盘的三维参数化传热模型,利用台架试验法验证温度场仿真结果。采用中心组合设计法得出设计变量与优化目标的离散样本,通过多元二次回归模型构建代理模型并进行误差校核。构建优化数学模型,将质量优化目标转换为边界条件,通过序列二次规划算法得出不同质量区间的解集。结合min-max标准化和加权归一方法,得出无量纲的指标测评值,实现优化目标的性价比评价。优化结果表明,风冷盘质量降低8.3%,温度峰值降低3.7%,传热效率明显提升,经济效益和社会效益显著。

液压机下横梁结构拓扑的进化结构优化

针对传统的形状尺寸优化方法难于获得全局最优解的问题,应用基于应力突变率的双向进化结构优化(BESO)算法对传统三梁四柱式液压机下横梁进行结构拓扑优化,分析进化历程和参数指标。算法实现了液压机下横梁最优结构拓扑和形状尺寸优化的一致,获得了合理的液压机下横梁新型拓扑结构。有限元分析对比表明,新结构实现了结构最大应力最小化和应力分布均匀化,提高了材料利用率。

基于AMESim和有限元法的浮动式举升缸支座设计与分析

通过拓扑优化设计了自卸车浮动式支撑结构的举升缸支座;利用AMESim软件对液压举升系统进行仿真,得到了举升缸支座工作时的载荷曲线和最大载荷;根据最大载荷,用有限元方法对其本身以及其对车架纵梁的影响进行了分析。与传统底板焊接式和纵梁式结构的举升缸支座相比,浮动式支撑结构的举升缸支座明显优于其他两种结构。

高压水压试验机车体有限元拓扑优化分析

针对石油工业用钢管高压水压试验机车体关键部位依据传统经验设计造成车体笨重、材料浪费、造价昂贵等缺点,结合现代有限元分析技术,通过对车体关键部位的优化,得到了性能更加优良的结构,有效地提高了车体的刚度和强度,减轻了自身重量,降低了造价,提高了设备的灵活性和控制精度。

大功率液力变速器试验台底座结构优化设计

大功率液力变速器试验台是大功率液力变速器生产企业常用的一种试验装备,试验台底座对试验台整体性能具有重要的影响。在原有试验台驱动及前加载底座结构的基础上,采用ABAQUS对底座的动态性能进行分析,研究了不同元结构及不同约束布置形式对底座动态性能的影响规律,并在对底座拓扑优化的基础上对底座的筋板进行了尺寸优化。对优化前后底座进行了比较分析,得到优化后的底座在重量减轻17.75%的同时,一阶固有频率提高26.27%。研究结果为同类型的试验台底座设计提供了有效的设计指导。

液压机上梁的非参数化拓扑优化

为实现液压机机架的轻量化设计,研究非参数化拓扑优化方法。在满足装配、制造工装等约束前提下,对上梁零件结构进行拓扑优化,获得最优的载荷传递拓扑结构,以此指导零件结构的优化设计。新设计的零件结构完全满足刚度、强度等设计性能指标要求,实现减重14.86%。所采用的技术方案便于工程实施,为类似产品的优化设计提供借鉴和参考。

CZ70-1型静水压试压机移动车体的Pro/E分析

采用Pro/E软件对CZ70-1型静水压试压机移动车体进行了应力分析,找出了移动车体车箱在最恶劣工况下的应力分布规律,并对车箱进行了优化设计,对车体的易损件滚动轮轴进行了疲劳强度分析。最后对该移动车体的结构设计提出了建议。

基于拓扑优化的压机下梁结构设计与分析

基于拓扑优化的产品结构优化设计已经成为产品概念设计的有效工具。为实现某型压机的轻量化设计,以下梁零件为例,在满足装配、制造工装等约束前提下,利用结构拓扑优化方法获得最优的材料分布结构形式,由此提出新的下梁结构设计方案。利用有限元分析方法验证新设计的有效性。在保持原结构刚度性能前提下,将零件的体积减小了16.5%,达到了预定的目标要求。所采用的技术方案便于工程实施,为压机机架的主要零件结构设计提供了有效的参考和指导。

ZY9000/22/45D型掩护式液压支架掩护梁多工况分析及优化

以ZY9000/22/45D型掩护式液压支架掩护梁为研究对象,用SolidWorks建模,利用有限元分析软件ANSYS Workbench针对掩护梁在具体工况下的分析,得出应力云图与位移云图,找到其应力应变的规律。对受力不大的掩护梁进行尺寸优化,使支架的结构更加合理。对优化后的结构进行工况分析,验证了改进之后的液压支架整体及部件所受的应力相比于之前有所改善,证明改进方法可行,提高了安全性。