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根据甘蔗收获机切割器动态分析结果中应力集中区域较多、振动较大的问题,针对减小甘蔗破头率和能耗及提高整体刚度的需求,在满足工作条件的情况下,以最小柔度为优化目标,对切割器结构进行拓扑优化设计,以优化所得构型为基础,提取并建立切割器新模型。最后,对新模型进行有限元分析,结果表明:优化后的切割器的1阶固有频率提高了10.05%,2阶固有频率提高了15.15%,Z向位移和综合位移分别减少了55.58%和44.58%,质量也减少了3.37%,应力集中区域刚性得到明显提升,为同类甘蔗收获机切割器的优化设计提供了参考和理论依据。 相似文献
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为提高柴油机支架结构稳定性以及降低支架重量,以某品牌农用三轮车柴油机支架为研究对象,对支架进行形状和结构优化。首先运用UG软件建立支架的三维实体模型并导入有限元分析软件ANSYS,利用静力学分析模块Static Structural对支架进行静力学分析,得到支架准确的位移云图及应力云图,进而在静力学分析结果基础上,利用Topology Optimization模块通过变密度法对支架进行拓扑优化,并对比拓扑优化前后结果。结果显示,支架在满足使用性能的前提下减少了19%的质量,并且前3阶固有频率均有不同程度的增加。在提升支架力学性能的同时也达到了轻量化目的,可为同类型产品优化设计提供参考。 相似文献
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突破传统的零部件设计方法,将基于变密度法的连续体结构拓扑优化方法应用到发动机支架结构设计中,以结构刚度作为约束条件,重量最小化为目标函数,对三种工况载荷下的发动机支架进行了拓扑优化设计,在保证结构强度的前提下,获得优化模型中材料分布的最佳形式,结合工程实践设计出刚度高重量轻的发动机支架合理结构,避免了设计过程中的盲目性和主观性,提高了设计效率。 相似文献
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《农业装备与车辆工程》2016,(8)
以中冷直喷型柴油机为研究对象,采用ANSYS软件对某柴油机机体组件进行模态分析,获得了前10阶固有频率及振型。结合机体组件有限元模态分析结果对其进行了结构方案改进。在油底壳上增加了两块板使油底壳和机体相连,从而提高了机体组件的整体刚度。改进油底壳对机体组件的第1阶模态影响不大,其余各阶模态频率有所提高,且改进前后机体组件的模态振型变化较大。为柴油机的优化设计和技术改进提供重要的参考依据。 相似文献
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为避免结构拓扑优化设计中的数值不稳定性及考虑制造因素,提出了一种节点变量的连续体结构拓扑优化设计方法。在指定的子区域内,采用不依赖网格的映射函数表示节点设计变量与节点密度变量的关系,实现最小尺寸约束,以满足加工工艺要求。以应变能力最小化为目标函数满足结构刚度要求,以结构体积作为约束,建立最小尺寸约束下的连续体结构拓扑优化模型,将移动近似算法用于拓扑优化问题求解。数值算例结果表明,提出的方法应用于连续体拓扑优化设计中是有效的,能够消除数值不稳定性现象获得清晰的拓扑结果,结构便于制造加工。 相似文献
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赵景顺石小飞刘天胤 《农业装备与车辆工程》2023,(2):156-159
以某款减速器为研究对象,提出了基于Kriging代理模型的减速器箱体参数优化设计方案,同时考虑了刚度、强度与固有频率对箱体的影响,在满足箱体性能的前提下实现了减速器箱体的轻量化设计。基于HyperStudy优化软件,以减速器箱体厚度作为设计变量,使用Kriging代理模型构建变量与响应之间的关系,采用全局响应面法作为优化算法,以箱体的强度、质量和第1阶固有频率作为目标,对减速器箱体进行多目标优化设计。研究结果表明,优化后的箱体最大应力减小51%,同时箱体的质量减小5%,箱体的最大位移为0.092mm,优化后的减速器箱体性能有明显提升。 相似文献
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床身是机床结构的重要组成部分,对机床整机的刚度特性具有重要影响。本文以某数控机床床身为研究对象,通过对机床床身刚度的优化设计的必要性进行论述,在对其结构进行静动态分析的基础上,提出了几种基于机床刚度特性的床身结构优化设计方案,主要包括基于有限元法的结构优化,基于OptiS tructure的拓扑优化,构件尺寸优化等,并基于优化结果对床身结构进行改进设计。 相似文献
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根据某专用车辆初步确定的造型和总体布置要求,同时满足车辆在复杂的林区行驶环境中具有良好静动态特性的要求,并实现结构轻量化,利用拓扑优化设计的方法设计了某专用车辆的车架。在概念设计阶段建立了车架结构的拓扑优化设计空间,以弯曲和扭转工况下的柔度最小化为目标函数,以体积为约束条件进行单工况和多工况拓扑优化设计,得到了合理的车架拓扑结构。最后,对优化后的新车架进行了多工况静力学分析和模态分析,通过分析结果可知,新车架具有较高的强度和刚度以及良好的动态特性。 相似文献
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喷杆喷雾机在田间正常作业时,由于地面不平产生的激励会传递到喷杆上,导致喷杆的振动问题。为此,对一种喷杆结构进行了拓扑优化,从喷杆的内部材料布局出发,得到最合理的喷杆材料分布,通过优化喷杆自身的结构来改变喷杆的固有频率,使喷杆的固有频率远离激振源的共振频率区间。以材料的畸变能密度为优化目标,在ABAQUS软件中采用变密度法对初始喷杆结构进行了结构拓扑优化设计,并对优化前后喷杆结构的动力学特性进行了比较,验证了此次拓扑优化的合理性。结果表明:在该喷雾机喷杆的质量减少16.3%的情况下,喷杆的1阶固有频率增加了9.56Hz,有效避开了激振源的频率区间,减轻了喷杆的振动。本文可为喷雾机喷杆的动力学特性研究与结构优化提供理论依据。 相似文献
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六旋翼植保无人机旋翼折叠机构有限元分析及拓扑优化 总被引：1，自引：0，他引：1
为实现某六旋翼植保无人机轻松折叠和轻量化设计的目标,以该六旋翼植保无人机旋翼折叠机构为研究对象,采用ANSYS Workbench有限元软件对其进行静态特性分析和模态分析,得到静力学分析结果和前6阶固有频率及对应振型。随后进行拓扑优化,对旋翼折叠机构进行去除材料的形状优化,根据拓扑优化云图在SolidWorks中对其形状尺寸修整和三维模型重建,将优化后的旋翼折叠机构三维模型再次导入ANSYS Workbench有限元软件进行静力学计算和模态分析,对优化前、后旋翼折叠机构的静力学特性和动态特性进行对比与分析。结果表明,旋翼折叠机构质量由最初的152.98 g减少至140.22 g,六旋翼植保无人机总重减少76.56 g;全新的旋翼折叠机构强度与刚度均在许用应力范围内,并且该机构在工作中不会发生共振,确定拓扑优化的可行性。 相似文献
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小型农用柴油机是使用范围最广的一种农业机械,其曲轴连杆是柴油机中最主要的一个零部件。对此,文章对小型农用柴油机曲柄连杆中机体总成的构造及作用进行了分析研究,主要包括气缸体、气缸套、通风装置以及曲轴箱的密封和通风装置等。通过介绍使广大农机用户充分了解柴油机的基本构成,在使用中能够及时发现故障及时维修和保养。 相似文献
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S1100型柴油机气缸体强度及优化分析 总被引：4，自引：0，他引：4
以轻量化为目标,对S1100型柴油机气缸体强度进行有限元计算分析。运用参数化特征建模技术建立了气缸体优化设计前后的三维几何模型。以MSC／NASTRAN为有限元分析平台,建立气缸体三维有限元分析模型。利用模态试验技术获得了该气缸体的固有频率并和计算获得的固有频率进行比较,从而验证气缸体有限元模型。通过计算获得气缸体整体应力及位移的分布图,并在此基础上对该气缸体进行轻量化设计,减少3．3kg。优化设计后的气缸体通过计算获知其应力分布更趋均匀合理。 相似文献
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对比研究柴油/天然气双燃料发动机的动力性、经济性和排放特性,为柴油/天然气双燃料发动机性能开发奠定基础。在YN33CRD2高压共轨柴油发动机进气歧管加装天然气燃料喷射系统形成柴油/天然气双燃料发动机,并利用自主开发的双燃料ECU控制器及双燃料控制策略进行柴油/天然气双燃料发动机进行控制。试验结果表明:在动力性方面,柴油/天然气发动机的动力性可维持纯柴油模式的原机水平,且经济性和整体排放性能得到了较大改善,天然气替代率最高可达到85%;在经济性方面,在双燃料模式下,发动机的有效燃油消耗率要低于纯柴油模式约3%~7%,且有效热效率要高于纯柴油模式约1%~3%;在排放特性方面,在双燃料模式下发动机的NOx排放和碳烟排放均低于纯柴油模式,但碳氢排放总量高于纯柴油模式,主要是由于天然气燃烧不彻底的特性导致的。综合来看,柴油/天然气双燃料发动机较纯柴油模式可具有较好的综合性能,具有较好的发展前景。 相似文献
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基于虚拟样机技术及其支持软件MSC.ADAMS和Pro/E软件,实现了某4缸柴油机曲轴-连杆-活塞机构的运动学、动力学仿真。通过动态仿真柴油机的运行,获取了仿真模型的运动学、动力学特性数据。仿真结果与理论分析相吻合,这为该型柴油机曲轴-连杆-活塞机构的优化设计和有限元分析提供了依据。 相似文献
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为了了解ZH1110柴油机各特征点在不同工况下的振动情况 ,指出危害最大的工况、频率成分和相应的部位 ,进而评价ZH1110柴油机的整机振动 ,本文阐述了ZH1110柴油机表面振动试验和振动烈度试验过程 ,并对试验结果进行了分析 相似文献