针对常见试验机平面气密框纵横式筋条分布结构形式导致结构质量较大等问题,对某试验机机头平面气密框进行联合优化设计,寻求更优的筋条分布。利用形貌优化技术获得受均布压载时最大法向刚度的筋条分布形式,并利用弯曲强度约束对径向筋条尺寸进行优化,最后利用拓扑优化技术进一步确定周向筋条分布以满足最大变形约束要求,实现了在满足预定强度、刚度约束条件下使筋条总质量减轻31.71%。

为确保活塞能够正常、稳定运行,对其进行了有限元分析,并对重要尺寸进行参数优化研究。首先采用ANSYS Workbench中的DM模块进行参数化建模,然后对其进行静力学分析与模态分析,得到最大变形位置与应力集中点。以此为依据,采用响应面法对其重要尺寸进行了敏感性分析与优化设计。结果表明活塞总成的总体变形量降低了6.4%,最大等效应力也有所降低,有效提高了活塞总成的强度并降低了其形变量。

为提高研球机床身的静动刚度并减少床身质量,建立床身结构的有限元模型,通过有限元分析获得机床床身的静动态特性以及低阶固有频率。在此基础上利用尺寸优化和拓扑优化设计方法,对其进行了以减轻质量和提高结构刚度为目标的结构优化设计,最终完成对床身的综合优化。将优化后的床身与原床身进行比较,结果显示:综合优化后的床身最大变形量减少了19.45%,最大应力减小了12.24%,床身的质量下降了3.52%,并且前5阶固有频率均有明显提高。通过综合优化,提高了床身的工作性能,减轻了床身质量,该研究结果对提升机床床身刚度提供参考。

为实现塔式起重机臂架布局和尺寸的优化,提出了桁架结构拓扑及尺寸两阶段优化设计方法.第一阶段先建立臂架的周期性板梁拓扑优化模型,使用周期性SKO方法对腹板进行连续体拓扑优化,得到优化的腹板拓扑构型,并通过提取主应力路径将优化的腹板拓扑结构转化为离散的腹杆布局;第二阶段以臂架腹杆截面半径为设计变量,臂架柔度为目标函数,材料体积为约束条件建立优化模型,基于Lagrange乘子法和库恩塔克条件推导腹杆截面尺寸优化迭代准则,基于欧拉公式推导了腹杆稳定性约束条件以保证尺寸优化过程中臂架稳定性.数值分析结果表明,该优化方法能有效地减轻臂架结构质量,提高臂架的刚度,减少变形并降低结构应力水平.

为了完善离心力作用下的多层圆筒过盈配合理论以及得到一定约束条件下较优的过盈配合设计方案,该文首先推导了多层旋转圆筒应力和变形分析解析公式以及多层旋转圆筒过盈配合设计公式,然后基于以上理论,以所定义的旋转圆筒最小安全裕度为适应度函数,采用遗传算法优化名义半径使圆筒的最小安全裕度最大化。根据优化并取整后的名义半径,采用有限元软件(ANSYSWorkbench)建立磁悬浮轴承转子三维模型模拟了最大过盈条件下装配过程,并且比较了解析方法与有限元的等效应力结果。研究结果表明所采用的名义尺寸优化方法提高了旋转圆筒的安全系数,增加了转子的安全性;本文模型中的最外层圆筒内壁为最危险环面,此处有限元方法所得最大等效应力比解析方法结果高18.72%,仅采用解析方法预测结果时应适当提高校核安全系数;所给出的解析方法与数值分...

以折叠电动车主折叠机架为对象,利用有限元对其进行轻量化设计.运用Solid Works建立主折叠机架的简化三维模型,导入到ANSYS Workbench中进行静力学分析,并利用拓扑优化和尺寸优化的方法对主折叠机架连杆进行轻量化设计.结果表明：原始折叠电动车主折叠机架在3种工况下有可优化的空间,进行拓扑优化后主折叠机架由10.97kg变为10.48kg,减轻了4.47%;对拓扑优化后的结构进行力学分析,发现主折叠机架还有进一步优化的空间.在拓扑优化的基础上,通过尺寸优化的方法对主折叠机架的槽型折弯件的截面尺寸进行轻量化设计,其质量变为8.72kg,两次优化主折叠机架共减轻了20.51%,轻量化效果明显.

立柱是机床加工的关键零部件之一，其性能的优劣对加工精度有很大的影响。鉴于立柱和滑座(下座)结构的复杂性以及有限元WokbendhF台建模的薄弱性，采用三维软件SoltWorkSS行参数化建模，对其进行模态分析、静力学分析的研究。在静动态分析的基础上,利用有限元中DesgnExpOatOr模块对模型进行响应面分析优化，通过灵敏度分析,找到影响程度较大的关键尺寸，对关键尺寸进行优化。优化结果表明，在相同约束和受力的情况下，一阶固有频率提升4C%,质量减少98%实现了轻量化的目的，满足机床的设计要求。

YJ216型接装机采用了锥鼓轮方式进行烟支掉头，锥形换向器将前排或后排的烟支掉转，使所有烟支滤嘴朝向一致并排成一列。文中分析了YJ21?接装机的掉头轮传动原理。

用Solid Works三维软件建立龙门式加工中心横梁结构的立体几何模型,其中横梁内部的筋板布置采用“O”型筋板,按照分析方案的设计,将三维模型导入到ANSYS Workbench中进行静力学分析以及模态分析,分别得到其静变形参数和前六阶模态振型;通过灵敏度分析得出最终设计变量,就是以横梁上下左右壁厚、中间O型筋板、后壁筋板、两边O型筋板厚度为设计输入变量;以横梁质量、横梁总变形、横梁一阶固有频率为设计输出变量,得到筋板最优尺寸参数。使其横梁结构总变形减少16.02%,1阶固有频率提高2.94%,质量减少129.9 kg,占比8.3%,实现了龙门式加工中心横梁结构的轻量化设计。

为了使设计和制作的夹心式压电超声换能器的谐振频率和工作频率趋于一致,运用Solid Works与Workbench软件实现换能器建模与仿真的同步协同,对不同后端盖尺寸的换能器进行模态分析。结果表明,随着后端盖尺寸的变化,换能器的谐振频率随之变化。在设计和制作的换能器的谐振频率与工作频率不一致时,可以通过改变后端盖的尺寸使换能器的谐振频率和工作频率趋于一致。