四分头机构的多目标结构优化

作者：费伊平; 杨金堂; 周泽; 晏远志

来源：机械设计与制造, 2020, (1): 196-200.

DOI：10.3969/j.issn.1001-3997.2020.01.049

• ANSYSWorkbench
• 拓扑优化
• 频率优化
• 尺寸参数化
• 模态分析

首先借助ANSYS Workbench对四分头机构进行有限元分析,找出薄弱环节.然后采用加强筋的处理方法分析其对整体结构的影响,并利用拓扑优化确定四分头机构的整体结构形状.针对四分头机构的动态性能对其进行了谐响应分析,找到了其动态薄弱环节为其第一阶固有频率,分析出四分头机构各尺寸参数对其固有频率、自身最大应力、变形以及质量的影响,求解出在满足强度、刚度要求且不发生共振的情况下四分头机构轻量化最优解.优化结果表明:四分头旋转架的第一阶固有频率提高了24.9％,最大位移变形值减小了47.8％,最大等效应力减小了77.9％,质量减小了23％.提高了机构的强度,安全性能,减少了质量,降低了机构的材耗、能耗,节约了成本.

• 单位
  武汉科技大学