基于ABAQUS的平沙系统悬臂梁结构拓扑优化

作     者：王树国 李立君 廖凯 喻秋良 陈威 WANG ShuGuo;LI LiJun;LIAO Kai;YU QiuLiang;CHEN Wei

作者机构：中南林业科技大学机电工程学院长沙410004 

基　　金：湖南省重点研发计划项目(2018NK2065,2019NK2022) 湖南省科技重大专项(2017NK1010)资助 

出 版 物：《机械强度》 (Journal of Mechanical Strength)

年 卷 期：2022年第44卷第2期

页      码：362-368页

摘      要：针对平沙系统工作中出现精度较低和容易引起共振的问题,对平沙系统悬臂梁结构进行拓扑优化设计。从悬臂梁内部材料布局出发,以材料的畸变能密度为优化目标,在Abaqus软件中采用变密度法对悬臂梁进行拓扑优化设计,得到最合理的材料分布。优化结果表明,当施加载荷在工况要求的400 N时,悬臂梁最前端位移量由优化前的4.205 mm减小到1.447 mm,优化后满足工况要求。最大应力值从优化前的20.04 MPa减小到6.824 MPa。在悬臂梁质量减小41.4%的情况下,悬臂梁的1阶固有频率增加2.481 Hz,远离了外界激励频率,改善了悬臂梁的动力学性能。通过角度变化试验验证拓扑优化后的模型最大位移量满足工况要求,有效提高了材料的整体利用率,为平沙系统的设计提供了理论依据。

主 题 词：平沙系统 悬臂梁 有限元分析 拓扑优化 

学科分类：08[工学] 080203[080203] 0802[工学-机械学] 

D　O　I：10.16579/j.issn.1001.9669.2022.02.015

馆 藏 号：203109583...