基于正交试验和有限元法的木支撑结构优化设计

作     者：李志强 樊博 张素风 LI Zhi-qiang;FAN Bo;ZHANG Su-feng

作者机构：陕西科技大学陕西省造纸技术及特种纸品开发重点实验室西安710021 陕西科技大学中国轻工业纸基功能材料重点实验室西安710021 陕西科技大学轻化工程国家级实验教学示范中心(陕西科技大学)西安710021 

出 版 物：《包装工程》 (Packaging Engineering)

年 卷 期：2019年第40卷第19期

页      码：109-114页

摘      要：目的通过正交试验和有限元法得到一组强度和稳定性最优的木支撑结构。方法以某胶合板木支撑结构为研究对象,采用3D建模软件IronCAD建立木支撑结构模型,利用正交试验的方法设计L9(34)的正交试验表。在此基础上,借用有限元软件Ansys Workbench对正交试验确定的方案进行静力学分析,将仿真结果归纳整理并进行极差分析和综合平衡,得出影响木支撑结构性能的主次因素,确定最优的试验方案。结果通过极差分析,得到了影响木支撑结构性能的主次因素,由主到次依次为两侧加强板距离中心的距离、开槽圆弧的圆心距离中间板上端的距离、加强板的长宽比,继而通过综合平衡法确定了最优设计方案参数(即开槽圆弧的圆心距离支撑板上端65 mm,两侧加强板距离中心的距离为280 mm,加强板的长宽比为2.5∶2)。经过与原方案对比,最大应力值降低了16%,一阶模态的频率提高了58.2%,最大变形量降低了0.9%。结论采用正交试验法和有限元法寻找木支撑结构的最优化设计是可行的,将结果应用到木支撑结构设计中,可以满足要求,并能得到合理的开槽深度和两侧加强板合理的排布位置。

主 题 词：木支撑 正交试验 有限元 

学科分类：1305[艺术学-设计学类] 13[艺术学] 

D　O　I：10.19554/j.cnki.1001-3563.2019.19.016

馆 藏 号：203791328...