摘要：由含自重载荷功约束下桁架重量最小化问题的一阶极值条件导出功-重量分配准则,即结构重量应按外力功与自重载荷所做功之差的大小来正比分配才能达到最优。桁架拓扑优化的功射极法是依据不等式约束的Kuhn-Tucker极值条件以及射线步对功函数一阶偏导数的影响规律而构造的,它包括3个步骤,即:解析确定最佳射线步步长与乘子、求解功准则方程组。利用各设计变量的等比变化对不动点迭代求解式及其Jacobi矩阵的影响规律,证明所构造的求解式具有全局收敛性。基于功约束与应力约束的不相容性,可用应力比法对经拓扑优化的结构做进一步的优化。以多工况下三杆和十杆桁架结构为例验证所述方法的有效性。

摘要：功—重量分配准则是严格按照不等式Kuhn-Tucker的条件极值理论推导得到的。它说明,在功约束下对于节点受外力载荷作用的桁架结构,各分结构重量应按其承担外力功的大小来正比分配,才能达到最优。该准则能识别不承受外载荷的杆单元,适合用于桁架结构的拓扑优化。功极射法是利用功—重量分配准则以及设计变量的等比变换与功函数一阶偏导数所存在的特定关系构造的,它包括三个基本步骤,即确定当前乘子、求解功准则方程组和做射线步。由功—重量分配准则所导出的单元删除准则,是结合各杆承担功的比例以及相对于最大应力绝对值的应力偏差大小作为是否删除单元的判据。综合运用位移虚功法与矩阵位移法讨论设计变量的等比变换对求解式谱半径的影响,证明功极射法所用的迭代求解式具有全局收敛性,并用三杆桁架结构的解析实例加以验证。多工况下三杆和十杆桁架结构的算例表明,功极射法可有效地用于桁架结构的拓扑优化。

摘要：结构惯性载荷所占成分较大的桁架结构,需考虑其对杆单元弯曲应力的影响及其控制。针对该问题,可用桁架结构分析方法求解杆内轴向应力,再用受横向均布载荷梁的分析方法求解杆内最大弯曲应力,将两者相加以确定杆内最大总应力。继而,采用控制细长比的方法,以控制横向惯性载荷引起的最大弯曲应力,并讨论相应的屈曲条件以确定许用轴向压应力。运用应力比法对多工况下应力约束桁架结构进行最轻化设计,以含惯性载荷作用的3杆和10杆桁架结构优化为例,验证该控制最大弯曲应力方法的必要性与有效性。

摘要：以Kuhn-Tucker函数的极值条件为出发点,证明多节点位移与多杆内应力约束下结构重量最轻化问题可转化为单约束问题来求解,可将位移—重量分配准则和应力—重量分配准则转化为功定向分配准则。利用功能互等定理,将位移与应力约束统一为功的定向约束,以此为基础构造出功定向配置法,以各承受节点载荷的节点位移作为约束控制点,组成具有正定性质的位移约束;或用位移约束与应力约束的组合,构成具有正定性质的位移与应力约束;结合位移极射法和满应力法获取最优解。并用二杆和六杆静定桁架结构的算例验证相关理论和算法。

摘要：传统的串行生产技术已经难以适应汽车产品更新换代的快速响应需求,并行工程技术在冲压模具设计与制造中的运用可提高产品设计质量、缩短产品开发周期、降低开发成本。本文采用DYNAFORM软件作为冲压成形的数值模拟手段,以汽车大地板外侧梁拉延模具设计为例,讨论并行工程技术在冲压模具设计与制造中的应用与效果。

摘要：应用CAE分析技术模拟板料成形全过程,预测板料在成形过程中出现的起皱、变形不良等缺陷,修改冲压工艺方案后通过仿真计算进行验证,验证结果表明:在压料面增设拉延筋后,有效地控制了起皱的发生,且零件各部分变形充分,达到加工硬化及提高表面质量目的;利用Pro-E软件、采用自上而下设计的方法进行模具体的结构设计,介绍了总体设计思路、工作零件的详细设计及模具工作原理。

摘要：针对注塑机拉杆在使用过程中易在其传动端梯形螺纹处早期断裂的问题,就梯形螺纹的特点,采用ANSYS软件内嵌的APDL语言建立拉杆传动端梯形螺纹的二维几何模型、有限元模型与优化模型。在对比分析弹性材料与弹塑性材料梯形螺纹受力特点的基础上,运用弹性材料的分析模型对梯形螺纹参数进行优化。对比优化前后拉杆梯形螺纹的弹性与弹塑性应力分析表明,拉杆梯形螺纹的承载能力得到大幅提高,并可确定拉杆梯形螺纹在与螺母配合处之外的合理牙型数。

摘要：针对注塑机定模板变形量较大和易在其喇叭口附近出现早期开裂的问题,运用ANSYS软件内嵌的APDL语言建立定模板的三维几何模型、有限元分析模型和分层顺序优化模型。用序列凸规划(Sequential Convex Programming,SCP)法对定模板进行拓扑优化,依据伪密度云图构造其分层结构。在新构形的基础上,以定模板的最大变形量和最大应力为约束条件;以体积最小化为优化目标,用最小二乘法建立目标函数和约束条件的逼近函数,用罚函数法建立基于响应面的无约束方程,用序列无约束最小化方法(Sequential Unconstrained Minimization Technique,SUMT)对结构参数进行优化。新结构的分析结果显示:其应力分布较均匀,拉应力区域的最大应力较小。

摘要：针对注塑机拉杆的早期断裂问题,为使拉杆应力分布合理化,以拉杆与定模板、动模板和调模板等组成的整体有限元分析模型为基础,用优化方法研究拉杆卸载槽的合理位置以及各模板基本厚度的确定,以及拉杆卸载槽的位置和各模板基本厚度对拉杆应力分布的影响。用有限元分析方法对优化结果进行分析,可直观分析与判断拉杆、模板的应力分布状况,用以保证模板结构拓扑优化对其基本参数的要求。有限元分析方法和优化方法的综合运用,可在保证拉杆应力分布合理的前提下,保证模板变形的协调性,以减少其弯曲变形而产生的附加弯矩对拉杆的不利影响。本文的研究方法,可为注塑机拉杆与各模板的设计与改进提供理论依据。

摘要：针对注塑机定模板易发生早期断裂的情况,建立各模板与拉杆的三维几何模型,在AN-SYS环境下进行整体应力分析,得到定模板在工作循环中最大危险点及其应力值,并据此对定模板进行疲劳强度校核。提出了一种基于整体应力有限元分析进行定模板疲劳校核的方法,为注塑机各模板的疲劳校核计算提供了有价值的指导和参考。