基于ANSYS Workbench碳纤维复合材料综框的铺层分析与优化设计

摘要

为了满足高速织机工作过程中综框振动小和噪声低的要求,基于ANSYS Workbench 15.0对碳纤维复合材料综框结构的四种纤维铺层方案进行模态分析,比较不同纤维铺层方案的低阶固有频率和振动特性,并与铝合金综框进行性能比较.指出:幅宽为190 cm,横梁厚度为12 mm的综框,采用纤维铺层方案1时,综框具有最佳的动力学特性,其基频提高了4.514 Hz,自身质量减轻了52.50％,在实现轻量化设计的同时增强了综框的抗振性;用Response Surface工具箱的Min-MaxSearch分析,当设计变量V39为143.58 mm、H29为520.00 mm和H40为50 mm时,碳纤维复合材料综框具有较好的动态特性;研究横梁高度、侧档宽度以及导板安装位置对碳纤维复合材料综框动态特性的影响,并进行不同参数组合优化,可确定综框结构的最佳参数.