基于拓扑优化与多目标优化的给料机关键部件结构设计

唐华平; 李红星; 姜永正; 刘杰

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基于拓扑优化与多目标优化的给料机关键部件结构设计

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针对给料机经常因为强度不足而发生失效的问题,基于有限元法对某型号振动给料机进行典型工况下瞬态动力学分析,同时开展相应工况下动应力测量,结果表明给料机的失效主因为弹簧上座结构设计不合理。因此,基于变密度法和子结构法,建立以弹簧上座组合应变能为优化目标函数,约束应力和体积分数的拓扑优化模型,基于灵敏度分析和最小二乘法建立了一阶扭转、弯曲频率和总质量的响应面模型,最后利用遗传算法对响应面模型进行多目标优化,得到Pareto最优解集。结果表明优化后结构固有频率分别提高了4.17%和6.30%,最大动应力减小了46.4%,提高了给料机整体的刚度和结构可靠性。

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来源
《机械强度》 |2020年第4期|842-848|共7页
作者
唐华平; 李红星; 姜永正; 刘杰;
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作者单位

中南大学机电工程学院;

长沙410083;

中南大学高性能复杂制造国家重点实验室;

长沙410083;

湖南科技大学机械设备健康维护湖南省重点实验室;

湘潭411201;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类机械设计;
关键词
振动给料机; 拓扑优化; 灵敏度分析; 遗传算法; 多目标优化;

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