基于拓扑优化与多目标优化的给料机关键部件结构设计

作     者：唐华平 李红星 姜永正 刘杰 TANG HuaPing;LI HongXing;JIANG YongZheng;LIU Jie

作者机构：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 

基　　金：国家自然科学基金项目(51705143)资助 

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

年 卷 期：2020年第42卷第4期

页      码：842-848页

摘      要：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。

主 题 词：振动给料机 拓扑优化 灵敏度分析 遗传算法 多目标优化 

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

D　O　I：10.16579/j.issn.1001.9669.2020.04.013

馆 藏 号：203958369...