底辊轻量化实用设计中减重孔临界开孔率的研究及其应用

作者：毛思诺; 林松^*; 江竞宇; 房殿君

来源：机械, 2023, 50(05): 1-64.

• 轻量化结构
• 拓扑结构设计
• 模型后处理
• 应力集中

根据辊切设备的运动特性，提取了底辊的轴向转动惯量和转子质量作为轻量化评价指标。针对拓扑优化结构的不可加工问题，使用B样条曲线和多段弧线依次对原拓扑结构进行结构圆整处理，降低原轻量化结构的加工难度。针对需要深孔加工的棒状、柱状零件提出转子类结构的开孔率表征参数。通过对不同孔数、孔径、孔位置的转子开孔与其应力分布关系的研究，给出惯性载荷下转子开孔率与应力集中系数的关系式。通过粒子群优化算法对基于单级减重孔的轻量化方案进行迭代优化。结果表明：样条拟合方案减重率34.68%，性能提升率19.85%；分段曲线拟合方案减重率34.18%，性能提升率19.27%；组合孔方案减重率28.21%，性能提升率15.45%；基于目标优化的单级孔方案减重率29.28%，性能提升率16.02%。

• 单位
  同济大学