基于拓扑优化的排岩机受料臂架结构轻量化设计

寇保福; 霍鹏亮; 王志霞; 刘泽坤

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基于拓扑优化的排岩机受料臂架结构轻量化设计

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以自移式履带排岩机受料臂架为研究对象，建立受料臂架的有限元模型，结合实际排岩机受料臂架的3种不同载荷工况，利用ANSYS Workbench对其进行了有限元分析。结果表明，其载荷应力分布不均匀，结构具有较大的优化空间；通过模态分析，得出受料臂架有共振的风险。采用ANSYS Workbench中的拓扑优化模块对受料臂架结构进行了优化设计。通过对比优化前后臂架在恶劣工况下的有限元分析结果，可以得出：优化后的受料臂架较优化前最大变形量增加了4.1%,最大应力增加了1.6%,增加量微小且均满足使用要求，但应力分布更加均匀，结构更合理；优化后臂架一阶固有频率增加了10.2%,且各阶频率均避开了机构固有频率，有效地控制了共振的发生；优化后的受料臂架较优化前质量减轻了5.0%（减轻1 792 kg）。以上研究为排岩机臂架的轻量化设计提供一定的参考。

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来源
《机械设计》 |2022年第6期|28-34|共7页
作者
寇保福; 霍鹏亮; 王志霞; 刘泽坤;
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作者单位

太原科技大学机械工程学院;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类机械设计、计算、制图;
关键词
排岩机受料臂; ANSYS Workbench; 拓扑优化; 轻量化设计;

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