上海市教育委员会创新基金(13ZZ114)
- 作品数：9 被引量：47H指数：4
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- 相关领域：机械工程自动化与计算机技术一般工业技术动力工程及工程热物理更多>>
- 机床床身结构综合优化设计技术被引量：10
- 2016年
- 针对目前常用的内部布置加筋板的箱型床身结构,提出一种同时考虑床身结构的动静态刚度和经济性的综合优化技术。由于床身结构的动静态刚度和质量与支撑垫铁的位置、内部加强筋板布局以及各构件的厚度尺寸有关,提出的综合优化设计技术包括以下3个层次:首先以结构的最大静动态刚度最优为设计目标,对床身结构的垫铁位置进行优化;其次在多工况情况下,以结构的最大静态刚度最优为设计目标,对床身结构的内部加筋板布局进行优化;最后以结构质量最小,以结构的动静态刚度为约束条件,对构件的尺寸进行优化。优化结构表明,采用提出的设计方法,在床身结构质量减小24.48%的情况下,结构的一阶固有频率提高7.83%,结构的导轨静变形有所变差,中间段偏离零线0.5μm左右,但并不影响加工精度,可通过预修正来抵消变形,说明了提出的设计方法的有效性。
- 宋宇丁晓红张横
- 关键词：机床床身动静态性能轻量化拓扑优化尺寸优化
- 基于渐进结构法的散热通道构建技术被引量：1
- 2015年
- 针对高热流密度问题,基于渐进结构优化方法的基本原理,构建高效的散热通道。以热耗散最小为优化目标,建立传热结构数学优化模型;通过敏度计算,将低效单元逐步转换成低导热材料;以若干平面和三维薄壳结构的典型算例为对象,得出优化结果,并与密度法所得结果进行对比;结果表明,渐进结构优化方法不仅适用于平面结构,而且适用于三维薄壳结构的散热通道的构建。
- 张林森丁晓红熊敏
- 关键词：散热通道拓扑优化
- 汽车座椅构件拓扑优化及自动化系统的研究被引量：5
- 2013年
- 针对复杂机械系统中构件优化结果不精确的问题,基于子结构法,研究了构件边界条件精确确定的方法,提出了逐步逼近拓扑优化策略。同时针对企业应用CAE软件存在操作复杂的问题,运用TCL语言以及其它二次开发技术,建立了基于HyperWork平台下汽车座椅构件拓扑优化的自动化系统,实现了参数化建模、仿真分析与拓扑优化设计的功能。以某型号座椅骨架右侧板为例,说明构件拓扑优化过程以及自动化系统的相关功能。验证了提出的优化方法的有效性以及开发的自动化系统的实用性与高效性。
- 张永强丁晓红王海华
- 关键词：汽车座椅拓扑优化自动化系统二次开发
- 基于等效静态载荷理论的机床运动部件轻量化设计被引量：4
- 2015年
- 为保证机床的加工精度和切削效率,机床的运动部件需要较高的刚度和较轻的质量.以某型号磨床的主轴箱为研究对象,建立包含主轴箱、电主轴磨头和滚珠丝杠等部件的有限元柔性多体动力学模型,运用等效静态载荷理论将柔性多体动力学分析与静态结构优化理论相结合,采用拓扑优化技术对主轴箱进行轻量化设计.与传统静态载荷下的主轴箱结构拓扑优化设计相比,该方法更适用于机床运动部件的结构轻量化设计,优化后的主轴箱结构在保证静动态性能的前提下质量减轻8.5%.
- 段朋云丁晓红
- 关键词：轻量化结构拓扑优化
- 基于等效静态载荷法的机床溜板箱结构优化被引量：1
- 2016年
- 高速高精密机床要求运动部件在满足一定的自振频率及静刚度的前提下尽量降低质量,以提高机床的加工精度与加工效率,减小驱动功率,降低机床的能耗。文中以某型号锥齿轮磨齿机溜板箱为研究对象,采用分层优化方法对结构进行轻量化设计。首先采用等效静态载荷法,以结构静刚度最大为优化目标,设计结构的筋板最优布局;然后再用尺寸优化方法,以溜板箱的质量为优化目标,约束溜板箱的自振频率,以筋板的厚度为设计变量进行优化设计。与原模型相比,优化后的溜板箱质量减少了3.4%,而1阶固有频率增加了30.8%,结构静刚度基本不变。研究表明,采用提出的分层优化方法,综合应用结构拓扑优化和尺寸优化技术,可得到具有良好动静态性能的轻量化运动部件结构。
- 张横丁晓红段朋云
- 关键词：轻量化结构拓扑优化
- 汽车座椅骨架构件布局设计方法被引量：12
- 2015年
- 传统的汽车座椅骨架构件布局依靠经验设计,不仅设计效率低,而且得不到性价比最优的结构.以某轿车后排座椅板管结构骨架为研究对象,基于结构拓扑优化设计技术,提出了座椅骨架构件布局设计方法.首先,根据骨架外观形状及尺寸要求,确定设计区域,并根据实际的安全带加载工况,建立设计模型;然后,以结构静刚度最大为优化目标,采用变密度法对结构进行拓扑优化设计,并根据拓扑优化结果,提出2种不同的布局方案;最后,根据有限元分析结果确定最终的设计方案,并对优化设计结果进行行李箱后撞的安全性分析.研究结果表明,在骨架质量下降1.92%的情况下,整体静态刚度提高19.0%,并满足动态碰撞的安全性要求.采用所提出的设计方法,可以得到最优座椅骨架构件布局结构.
- 张坤丁晓红倪维宇王海华
- 关键词：汽车座椅拓扑优化变密度法
- 机械基础结构多目标拓扑优化设计方法被引量：4
- 2013年
- 机械的基础结构在保证具有足够的刚度、强度和稳定性的条件下,经济性也必须要好,因此机械基础结构常采用内部布置有加筋板的箱体结构。以某机械基础结构为例,分别用基于经验设计的内部筋板布置方法和多目标拓扑优化方法进行优化设计,得到了2种设计方案;比较了2种方案的动静态力学性能。结果表明,多目标拓扑优化设计的基础结构比一般经验设计的结构,刚度有所提高,而结构质量减小11.21%,一阶固有频率提高25.07%。
- 汪兵兵丁晓红孙晓辉张横
- 关键词：多目标优化拓扑优化
- 基于密度法的传热结构拓扑优化设计被引量：9
- 2014年
- 传统的传热结构设计一般是基于热力学计算及工程经验,然而这种方法很难解决复杂边界条件的传热结构的设计问题.采用传热结构拓扑优化设计方法可有效解决传统设计方法难以解决的复杂边界问题.以密度法为基础,建立了散热弱度为目标函数的传热结构拓扑优化数学模型,推出了满足KKT(Karush-Kuhn-Tucker)条件的最优准则法迭代公式.采用高阶单元的方法消除了优化过程中的数值不稳定现象.通过Dirichlet边界和Neumann边界不同组合下的数值算例,验证了算法的有效性.薄壁管的算例也表明,该算法也适用于三维壳体问题.
- 崔天福丁晓红侯丽园
- 关键词：拓扑优化传热
- 机床床身的动力学模型修正技术研究被引量：3
- 2017年
- 针对有限元建模中边界条件难以确定的问题,文中以某型床身为研究对象,以模型修正为目的,通过参数型模型修正方法,对模拟床身与地基之间边界条件的弹簧单元垂直方向的刚度进行参数化优化,以修正床身的有限元模型。通过这种修正技术实现了对床身有限元模型的修正,优化后床身频率以及振型与试验分析所得结果基本一致。结果表明,该方法可以有效地完成模型修正工作,修正结果也较为精确。
- 葛泽稷丁晓红张横
- 关键词：机床床身模型修正
