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新闻分类:公司新闻   作者:admin    发布于:2020-02-124    文字:【】【】【

        花都吊车租赁 ,   花都吊车出租,   花都吊车租赁公司      基于ANSYS的吊车的高效垂直升降装置拓扑优化设计,    有限元法的诞生、数学规划的引入以及电子计算机技术的兴起,促成了结构优化这门新兴学科的蓬勃发展。多年来在大量科学家和工程师的共同努力下,结构优化不但成为结构设计研究的一个重要分支,而且在工程应用中得到了广泛认可。结构优化分为尺寸优化、形状优化和拓扑优化。经过多年的研究,结构尺寸优化技术已趋于成熟,在工程设计中被广泛使用,已显示出它的巨大优势;形状优化目前仍处于发展阶段,它较尺寸优化更复杂些;进一步的,拓扑优化更加复杂同时也更加具有生命力,被认为是结构优化技术中最具挑战性的方向之一。上一章的研究是基于设计优化模块,对吊车的高效垂直升降装置进行优化设计。也就是说,上一章的研究,是从尺寸优化的角度进行优化,其基本形状、拓扑结构依然没能跳出标准传动链的限制,想要进一步降低装置自重,使用尺寸优化的方法依然有一定的上升空间,但是由于原有拓扑结构的限制,其优化空间是有限的;另一方面,传动链设计尺寸的增大,为更加复杂的拓扑结构留下充足的设计空间,而减轻传动链自重对提高装置性能有非常显著影响。将基于ANSYS自带拓扑优化模块(TopologicalOpt),针对吊车的高效垂直升降装置载荷情况,计算出更优的拓扑结构,为进一步地减少装置自重,提供研究的方向。




         ANSYS自带拓扑优化的方法和步骤. ANSYS作为一款功能强大的通用CAE软件,较早地提供了模块化的拓扑优化技术。该技术是基于连续体拓扑优化方法中的变密度法,其原理是系统材料发挥最大利用率,同时确保刚度、固有频率等获得极大或极小值,主要用于确定系统的最佳几何形状。不同于尺寸优化设计,ANSYS模块化拓扑优化无需定义具体的设计变量和状态变量,只需给出一些基本结构参数(材料性能、载荷等)和优化比例,通过迭代求解,获得最优的几何拓扑。ANSYSTopologicalOpt主要步骤:(1)结构问题定义;(2)单元类型选取;(3)优化区域和不优化区域声明;(4)荷载工况提取;(5)控制优化过程;(6)查看结果。



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          吊车的高效垂直升降装置外链板拓扑优化设计静力分析中可以看出,优化后的模型最大应力为292MPa,除少部分区域应力水平达到130MPa以上外,绝大部分的应力水平处于32.7MPa到97.5MPa之间,远小于材料的许用强度极限,甚至有部分的应力在10MPa以下。可以说吊车的高效垂直升降装置传动链模型的拓扑结构上,依然有很大的优化空间。在对外链板进行拓扑优化之前,首先必须要确定拓扑优化的初始模型即优化前的初始结构。而该模型须要符合受力、支撑等特点的同时,尽可能便于优化计算以提高效率。对于外链板的拓扑优化,在确定初始模型时,考虑到本身结构并不复杂,同时本身可以认为是一个厚度均匀的板,为了减少拓扑优化的机时、提吊车的高效垂直升降装置优化设计及力学性能分析52高优化效率,这里采用外链板二维板模型作为拓扑优化的初始模型,其尺寸参照第四章优化后的模型,建立外链板四分之一模型。



        单元的选择和网格划分, 根据ANSYS自带拓扑优化模块所提供的可以使用的二维平面单元,这里选用PLANE82单元来建立外链板拓扑优化有限元模型。设定优化区域时,考虑到轴孔处作为接触配合和施加载荷的部分,因此选择轴孔部分的单元作为不优化区域,其他部分作为优化区域。为了能获得比较好的优化结果,采用比较细密的网格划分,控制全局尺寸为0.01,划分得2405个单元,7458个节点。




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