ZZC8800/20/38型支架顶梁有限元分析及优化

为优化充填液压支架整体的框架结构,对充填支架整体进行简单的力学分析,采用UG对液压支架顶梁进行实体建模设计,应用Ansys Workbench对顶梁进行有限元分析,得到了危险工况下的应力分布和位移变化.以此为基础,以顶梁体质量为优化目标,顶板厚度、顶梁主筋板厚度和高度设为变量,对顶梁主要尺寸进行优化设计.优化后,顶梁主筋板厚度减少2 mm,顶板厚度减小4 mm,主筋板高度增加8 mm,共减轻质量197.65 kg,为验证顶梁优化结果的正确性,重新对优化后顶梁的三维模型进行了虚拟强度试验,试验结果表明:顶梁在两端荷载工况下满足强度要求.     

基于SolidWorks掘进巷道支护作业平台仿真设计

为了解决掘进巷道支护作业平台研发和试制周期较长的问题,开展了掘进巷道支护作业平台结构的仿真设计。利用SolidWorks三维建模软件,完成了支护作业平台的三维模型绘制、虚拟装配及干涉检查、运动性能仿真和工程图的生成等四个步骤,可及时、尽早地发现和修改设计中的错误,缩短设计周期,提高了产品的研发质量,使设备的研发得到成功实现。     

柱列悬臂式支护桩的优化设计

本文针对湿陷性黄土 ,结合有限元法探讨了柱列悬臂式支护桩设计方案的优化计算方法及其应用 .以桩距、桩径、桩身配筋、桩长为优化变量 ,以工程的主要材耗最低为目标函数 ,以满足支护功能要求的桩身强度、桩顶侧移以及设计变量取值界限为约束条件 ,用复合形调优法求解非线性约束的优化问题 ,对悬臂式深基坑支护桩方案进行了分析优化设计 ,并开发了可用于支护桩优化设计的应用程序 .最后 ,结合某实际工程的优化结果 ,分析了各优化变量对工程造价的内在影响 ,给出基于湿陷性黄土地区的优化设计方案 ,供设计参考使用     

极薄煤层工作面自移式顶梁支架的设计及应用

目前我国在工作面的支护方式均采用落后的坑木支护或单体支柱支护,部分矿井也采用了液压支架支护的方式,但各类支护方式均有不同程度的缺陷。该文提出了在极薄工作面端头采用自移式顶梁支架进行支护,并对设计及其应用情况进行了说明。指出自移式顶梁支架具有结构简单、成本低廉、安全可靠、自动化程度高等特点,可有效降低劳动强度,改善作业环境,对各类工作面巷道有良好的适应能力。是一种具有良好的市场前景和广泛的社会效益的支护装置。     

悬臂式排桩支护结构的Matlab优化设计

运用Matlab优化算法及其工具箱,针对太原市工商局办公楼基坑工程采用排桩支护这一基坑常用支护形式,进行了以桩距、桩径、桩身配筋、桩长为优化变量,以工程的主要材耗最低为目标函数,以满足支护功能要求的桩身强度、桩顶侧移以及设计变量取值界限为约束条件的优化设计,并给出利用Matlab fgoalattain求解器进行基坑优化设计的步骤.     

基于分级目标传递的流体和结构多学科设计集成优化方法

以小水线面双体船(SWATH)的设计为载体,讨论多学科优化设计在其油耗问题中的应用.利用三维造型软件Solidworks对SWATH进行三维建模,对其中结构的部分运用有限元软件Hyper Works进行结构仿真分析,运用流体计算仿真软件FLUENT进行流体仿真分析.结合分级目标传递(Analytical Target Cascading,ATC)方法,借助Isight平台实现该问题多学科设计优化问题的求解,获得了良好的优化结果,实现了减小SWATH油耗量的目标.     

基于铺层参数的复合材料耐压壳协同优化设计

在给定的材料性能条件下,以耐压壳纤维体积分数和层合板厚度为设计变量,以结构质量最小为优化目标进行复合材料耐压壳的布局优化;以铺层参数作为优化变量,综合考虑结构的稳定性及其材料强度,实现了结构铺层方式的优化设计;通过协调各子系统优化结果,实现了适用于潜水器复合材料耐压壳结构/材料一体化的协同优化设计.结果表明:耐压壳结构质量较优化前的降幅为20.57%,临界失稳压力为30.78MPa,失效指数为0.675,优化结果达到预期效果.所提出的基于铺层参数的协同优化方法能够对复合材料耐压壳进行优化设计,解决了直接以铺层角作为设计变量的优化效率低的问题.     

基于Pro/E的混凝土泵车臂架系统的优化设计

利用Pro/E软件对臂架系统进行实体建模、有限元分析和优化设计等的一体化分析,在满足高强度和质量轻的前提下,运用灵敏度分析法,选取若干个设计变量,以臂架结构质量最轻为目标函数,对臂架结构进行了优化。运用一体化分析和灵敏度筛选设计变量,提高了运算的准确性,减少了泵车臂架设计人员的工作量和计算误差。     

微机CAD系列支撑软件及丛书(8)——微机形状优化计算

本软件具有许多功能,主要的有:用有限元法解二维形状优化设计问题;用边界元法解二维形状优化设计问题;用有限元法解三维形状优化设计问题;用三维有限元法解回转体应力集中问题并进行形状优化,以及用边界对台阶轴进行形状优化.本软件将有限元法和边界元法与优化方法相结合,可解决机械构件形状优化问题.该软件在国内第一次提出系列的形状优化应用程序.是应用力学发展的前沿课题.本软件为广大从事结构计算的工程技术人员,高等学校的师生提供了方便.可广泛用     

压铸机合模机构的正交回归优化设计

在对压铸机合模机构的优化设计中,采用正交回归设计法建立结构性能与设计变量的近似函数,对近似函数进行优化,从而有效地解决了结构优化设计过程中优化方法需要反复进行三维有限元分析而引起的超大计算量问题;这种方法对实际应用中大量存在而又无法得到解析式的结构优化问题有着普遍的意义。     

大跨越输电塔的结构优化分析

为了研究和解决大跨越输电塔的优化设计问题,以结构截面、根开和腰部尺寸为设计变量,以结构质量为经济性优化目标,以结构各构件应力比差的平方和为等强度优化目标,提出了经济性等强度优化设计方案,建立了优化目标函数,并采用APDL语言编制了相应的优化程序,利用基于共轭梯度法的一阶优化算法对优化目标函数进行了求解.优化计算结果表明,经济性优化设计方案侧重于节省钢材,等强度优化设计方案则侧重于结构的等可靠性,而经济性等强度优化设计方案既可以满足工程的经济性要求,又可以适当提高结构的整体安全性.     

Isight在博弈多目标优化中的应用

复杂多目标优化设计中常遇到性能目标与设计变量之间不具有显式的函数关系式,难以直接运用传统优化方法进行设计求解,且存在多个性能目标相互耦合,设计周期长等问题.针对这些问题,提出一种Isight的博弈多目标优化设计方法,在Isight优化平台下集成Solidworks软件和Ansys软件进行建模与分析,运用博弈论思想分别建立合作博弈框架和非合作博弈框架,用遗传算法对模型进行求解获得优化解,并以悬臂梁多目标优化设计进行示例说明.     

基于虚拟样机的液压支架运动仿真与分析

 运用三维建模软件Pro/E 对液压支架进行实体建模,并将其导入多体动力学软件ADAMS 中。运用ADAMS 软件对液压支架进行动力学仿真,获得了液压支架的动态特性。对液压支架升降过程中四连杆机构运动、顶梁端点的运动轨迹、顶梁位移与顶板力的关系等进行分析,验证了设计的合理性。通过模拟液压支架的整个运动过程,检验了液压支架动力学模型的性能。液压支架虚拟样机的建立可以缩短其设计周期并提高设计质量,有助于液压支架的优化设计。     

斜齿轮体积优化过程中建模方法的研究

针对目前齿轮体积优化设计中建模所存在的问题,以斜齿轮为研究对象,提出了斜齿轮体积建模的方法。首先分析了顶隙和变位系数对斜齿轮体积的影响,推导出由二者引起的间隙体积计算公式,以某斜齿轮为例,对间隙体积进行计算。结果表明,在齿轮体积精确计算等要求下,间隙体积不应忽略。其次,推导出不同结构下斜齿轮的体积计算公式,在Solidworks中建立相应的三维模型进行验证。最后,以斜齿轮设计参数为优化变量,以满足斜齿轮设计和传动要求为约束条件,以齿轮体积总和最小为优化目标,同时对需要查图表获得的参数进行公式化处理,利用MATLAB软件中的遗传算法工具箱进行优化,对优化结果进行标准化处理和圆整。以《机械设计》中某单级斜齿轮传动为例,利用上述方法进行优化设计,结果表明,优化后的齿轮体积减小了18.23%。     

基于Isight的博弈多目标优化

复杂多目标优化设计中常遇到性能目标与设计变量之间不具有显式的函数关系式,难以直接运用传统优化方法进行设计计算,且多个性能目标相互耦合,设计周期长等问题。针对这些问题,本文提出了基于Isight的博弈多目标优化设计方法,在Isight优化平台下集成Solidworks软件和Ansys软件进行建模与分析,运用博弈论思想分别建立合作博弈模型和非合作博弈模型,用遗传算法对模型进行求解获得优化解,并以悬臂梁多目标优化设计进行示例说明。     

基于分布估计算法的建筑结构设计优化

建立了以质量最小为目标的建筑结构优化数学模型,解决具有应力约束和截面尺寸约束的离散变量结构优化问题.通过统计方法构建个体空间分布概率模型,随后依据此模型随机抽样生成新的群体,实现群体的进化.仿真结果表明分布估计算法求解建筑结构优化设计问题是可靠有效的,搜索能力更强,收敛性能更佳,为解决建筑结构优化问题提供科学的参考.     

矿用单臂机械手伸缩臂的力学分析

为缩短综采工作面设备的安装回撤周期,解决机械设备拆装安全性问题,以单臂机械手为研究对象,进行了伸缩臂部件的结构分析、力学分析,对刚度、强度及稳定性进行研究.运用Pro/E软件,对单臂机械手进行建模,用有限元分析软件ANSYS Workbench对伸缩臂进行分析.研究结果表明:常规力学分析所设计的伸缩臂满足使用要求,有限元方法的运用有助于伸缩臂截面的优化设计.     

基于FLUENT的节流管式调节阀结构优化

应用三维建模软件Pro/ENGINEER对节流管式调节阀进行了实体建模,抽取阀门内部流道,采用前处理软件ICEM-CFD划分流道的计算网格.应用计算流体力学软件FLUENT对阀门流道进行三维数值模拟,得到节流管端面处的压力分布,并通过二次计算得出阀门电机功率.在此基础上,对阀门流道进行优化,通过对比分析不同流道对应的阀门电机功耗,得到了更为理想的节流管式调节阀结构尺寸.     

大豆收获机车架的轻量化设计

以某大豆收获机的车架为对象,利用三维建模软件Solidworks进行了参数化建模,导入有限元前处理软件Hypermesh对车架进行有限元网格划分和模态仿真分析,对车架样件进行模态试验分析,验证了仿真模型和结果的正确性。对车架不同工况下进行了强度校核计算;以车架固有频率和动载荷系数为2.5时材料的最大许用应力为约束,以车架质量最小为目标,进行了轻量化优化设计,优化后底盘车架减质量16%。     

基于离散样本的一种最优化方法研究

探索一种解决结构优化设计问题的新思路.以一种新型直线电机的结构参数优化为例,通过建立电机的有限元计算模型及试验验证,获得了用于支持向量机回归建模的离散样本空间,建立了SVM回归模型,进一步采用遗传算法和混沌优化方法,对直线电机的结构参数进行了优化,获得了直线电机的较优结构参数.为最优化设计问题提供了一种新的思路,实践应用证实了该方法是有效可行的.