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基于Ansys+Workbench的设计固定支架优化

基于Ansys+Workbench 设计固定支架优化

第33卷第02期

煤矿机械

Vol、33No,022012年02月

CoalMineMachinery

Feb.2012

基于AnsysWorkbench的固定支架优化设计

壹太东.插萍

(三一重型装备有限公司,沈阳110027)

摘要:应用AnsysWorkbench对固定支架进行拓扑优化和多目标优化设计。在满足使用条件下,使得固定支架的质量减小23.8%。同时介绍了AnsysWorkberich优化设计的方法和步骤。

关键词:优化设计:拓扑优化:A11sysWorkbench

中图分类号:"1'I)355:TP391文献标志码:A文章编号:1003一0794(2012)02—0028—03

OptimizationDesignofFixedSupportBased

on

Ansys

Workbench

CItATal--dbng,YANG

H雌

(SanyHeavyEquipmentLtd.,Co..sh蚰y∞g110027,China)

Abstract:Aims

atoptimizing

thedesignoffixedsupport,based

on

AnsysWorkbench,adopting

methodsofshapeoptimization

design

andgoal8drivenoptimization

design.PreIIli∞donthesanleapplicationreqllirenlents.thema∞ofthe

optimizedfixed

supportis

reduced23.8%.nd8paporalso

introduced

theoptimizationmethodsandstepsofAnsysWorkbench.

Keywords:optimizingdesign;shapeoptimizationdesign;AnsysWorkbench

0引言

DM模块建立三维模型。本文采用Workbench的DMANSYS软件是由世界上最大的有限元分析软

模块直接建立固定支架的三维模型.创建后的模型件公司之一的美国ANSYS公司开发的一款有限元如图l所示。

分析软件.Workbench利用Ansys计算内核.具有装

配体自动分析、自动网格划分、快捷的参数优化工

具,为设计者提供了极大的便利。优化设计是通过逐次有限元分析计算。按一定的搜索策略.根据对方案

计算结果的分析和比较.按强度、刚度和稳定性要

求,对原方案进行修改补充.使能得到较合理的应力、变形分布,并且经济性又好,从而寻求逼近最优

圈1固定支絮三维模型

解。得到较好的结构设计方案。

(3)添加尺寸参数

应用Ansysworkbench进行产品优化设计的步

为对加强肋进行参数优化.定义加强肋的宽度

骤:建模一添加尺寸参数一添加材料属性一网格划参数为出_6,高度参数为出』,长度参数为出j。由

分一添加载荷和约束一进行有限元分析一拓扑优于本固定支架采用左右镜像方式建模.故最后实际化一形状优化设计一定义目标参数和状态参数一优加强肋的宽度为2倍出_6。

化求解一比较验证。对于固定的形状。也可以直接2建立有限元模型并进行静态应力分析

进行参数的优化求解。

建立有限元模型即给建好的固定支架三维模型1

建立固定支架三维模型添加材料属性并进行网格划分。静态应力分析包括

(1)确定建模参数

施加载荷和约束边界条件并对应力和总变形进行求固定支架的基本结构参数为支座长l

00011Rm.

解。

宽380Ⅻ.固定端长1000mm。高170mm(包括底(1)建立固定支架有限元模型

板30Ⅲ。总高为200Ⅲ)。固定端为2个距离为首先定义固定支架的材料属性.固定支架采用

300mm.高为107m.直径29him的孔。中间有一

结构钢制造。弹性模量(杨氏模量)为2xl舻,泊松比个加强肋,初始设计尺寸:宽30mill,高120m,长0_3。屈服强度345

MPa。

280mm。为满足变形<lmm要求并减小重量,要对

其次对固定支架进行网格划分。Ansys

work—

其尺寸进行参数定义和设计优化。

bench可以对网格进行自动划分.但是为了取得较

f2)建立三维模型

好的结果,需要对网格手动修改。固定支架采用正六

建立三维模型时可以采用其他三维建模软件如面体占优的网格类型,单元尺寸为20mm.对感兴趣

UG、Carla或Pm/E进行建模。与AnsysWorkbench的可能应力集中区域单元尺寸为10∞。划分后的

无缝连接导人模型.也可以直接采用Workbench的

网格见图2.

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