核电站燃料水池清洗机器人框架拓扑优化设计

作者：段洪斌; 张斌; 王希; 吴东栋

来源：设备管理与维修, 2023, (21): 155-158.

DOI：10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2023.11.58

• 水下清洗机器人
• ANSYS
• 拓扑优化
• 轻量化设计

针对核电站燃料水池不锈钢壁面的清洗需求，提出一种框架式水下清洗机器人。为降低机器人的重量和尺寸，提高运动灵活性，采用拓扑优化的方法对机器人框架进行轻量化设计。取1/4框架并采用壳单元作为有限元分析对象，将框架在工作过程和吊装过程的受力情况相结合，利用ANSYS Workbench对原始框架模型进行静力学分析，得到框架变形云图和应力云图。根据静力学分析结果，采用变密度法对框架进行拓扑优化并将模型重构，获得优化框架模型。对优化后框架模型进行静力学分析及结果对比，结果表明优化后框架的质量减少了74%，应力和变形均满足使用要求。