结构优化设计

摘要： 为了使自驱动关节臂测量机的结构满足测量和定位精度要求,通过分析自驱动关节臂测量机的工作原理,建立了测量机的运动传递模型,完成了测量和定位误差源分析,在此基础上对关键部件进行设计和选型。对测量机进行了整体结构设计和关节结构设计,得到最优设计方案,在此基础上推算出各个关节的重力矩及惯性矩,完成了各关节模组的选型。建立了测量机的三维虚拟样机,对虚拟样机的几种典型测量姿态进行了静力学和结构变形分析,根据仿真结果进行优化设计,使测量机在典型和极限测量姿态下的静态变形均符合设计要求。针对测量机测量过程的触测段进行动态变形仿真,仿真结果表明竖直(Y)方向动态变形误差较大,需要建立动静态误差补偿模型进行修正。进一步对测量机进行模态分析,分析结果表明测量机的最高运行频率低于最低阶固有频率,不会产生结构共振以致影响测量和定位精度。

摘要： 随着我国城市化进程的不断深入发展,城市建设规模不断扩大,城市中高层建筑数量不断增加,人们对城市建筑提出了更高的审美和质量要求。相关建筑设计人员应当不断优化高层建筑结构设计,才能有效提升高层建筑建设水平。文章探讨高层建筑结构设计原则,分析高层建筑结构优化设计中存在的问题,提出高层建筑结构优化设计问题的应对措施,以供参考。

摘要： 为明确轻质超高性能混凝土(LUHPC)应用于桥梁结构时如何减小截面尺寸,基于数值计算软件MATLAB和40 m跨普通混凝土小箱梁,以相同配筋率下的小箱梁顶板、底板和腹板厚度为设计变量,变形验算、抗裂性验算、上缘压应力验算和斜截面抗剪承载力验算为约束条件,小箱梁自重为目标函数,编写LUHPC小箱梁优化程序,运用fmincon函数优化计算,形成LUHPC小箱梁优化设计方法。并建立LUHPC小箱梁和普通混凝土小箱梁有限元模型,通过对比分析两种小箱梁的弯矩、剪力、应力、挠度等力学性能,并验证优化结果的合理性。得到优化结果:LUHPC小箱梁的顶板、底板和腹板厚度分别减少了40 mm,40 mm和20 mm;LUHPC小箱梁自重比普通混凝土小箱梁减小27.7%。

摘要： 在建筑工程设计中持续开展结构优化设计工作,不断提高建筑的安全性、功能性和经济性,能够有效提高人民日常生活和生产工作的品质。本文首先就结构优化设计的意义进行阐述,然后对结构设计现存的问题进行分析,最后在如何开展结构优化设计工作方面提出建议,希望为本领域的工作者提供借鉴参考。

摘要： 冷冻式干燥机作为一种重要保鲜控温的空气压缩冷却干燥处理设备,常用于医学、生物、化学等系统中,依靠制冷剂与压缩空气之间的热交换,降低空气中的水分含量和热量。但目前,冷冻式干燥机仍旧存在一定的问题,包括压缩空气在流动过程中的换热效率不足,以及存在较多的温控不到位问题等,对于冷冻式干燥机工作效率的优化控制难以实现。基于此,文章从作业原理和系统组成方面对冷冻式干燥机进行阐述,分析冷干机设计依据,并提出冷干机内部安装控制思路。

摘要： 传统钢筋混凝土箱型桥梁设计多采用经验式方法优化,导致箱型桥梁断面优化存在缺陷。文章通过分析钢筋混凝土箱型桥梁断面优化设计的研究现状及现存问题,总结箱型桥梁断面优化设计的类型,提出基于数值软件的钢筋混凝土箱型桥梁截面优化设计流程,从而为设计人员提供参考依据。

摘要： 针对ANSYS软件自带结构优化算法的不足,将改进的遗传算法应用其中。以颚式破碎机整体结构优化为例,建立基于Solidworks和ANSYS二次开发的颚式破碎机优化平台,分别采用ANSYS软件传统优化算法和内嵌ANSYS有限元分析的改进遗传算法进行优化设计。结果表明:与ANSYS软件自带优化算法相比,改进后的遗传算法在颚式破碎机的整体结构设计中具有明显优势,不仅优化时间大大缩短,优化精度也显著提升。研究结果可为特定零部件的结构优化设计与专用软件开发提供参考。

摘要： 针对在测井过程中测量仪器易损坏以及测量不精准的现象,结合声波测井法,并且根据收缩膨胀式原理设计一种带有减振、防撞机构的测井仪器,它由地上设备和地下设备两部分构成。从设计原理着手,对其结构组成模块进行详细论述,再通过三维建模软件,建立其三维虚拟样机结构模型,最后运用有限元分析方法,对主要的易损构建进行静力学分析,以此对该结构做进一步优化设计。通过实践及分析结果表明:该装置结构简洁、便于携带并且节约成本,自动化程度高,测量更加准确,使用寿命长,符合简洁型和经济型的现代化设计理念,为今后实际油气井的开采工程将提供一定的参考价值。

摘要： 随着城市的不断发展,我国高层建筑和超高层建筑的建设数量在不断增加,但在高层建筑和超高层建筑结构设计方面依然面临诸多问题,致使建筑物在投入使用后需要面临很多安全威胁。基于此,针对高层和超高层建筑结构优化设计中存在的问题进行了简要分析,并明确建筑结构优化设计的重点,最后列举具体的案例,梳理影响建筑结构优化设计的重要因素。

摘要： 桥式起重机是一种常用的搬运设备。本研究针对焊接的箱型结构体积笨重、变形等问题,采用有限元分析方法对其结构进行了优化,并对焊接过程温度场和残余应力进行了分析,结果如下:通过建立桥式起重机箱型梁的简化力学模型及利用ANSYS软件建立有限元模型,进行优化设计,整体重量减轻了27%,最大等效应力为142 MPa;对桥式起重机箱型结构的焊接温度场模拟,焊缝中心的最高温度超过1600 K,熔合区附近为1260 K;焊接残余应力分布显示盖板与腹板的热影响区受拉应力,板边缘处应力较小,整体受拉应力作用,盖板与腹板焊趾处呈拉应力且应力值较大,均超过母材的屈服强度。

摘要： 介绍了A-100钢激光直接沉积成形工艺在起落架上应用的研制流程,开展基于A-100钢激光直接沉积成形技术的前起落架典型元件(耳片、螺栓和网筒)静力和疲劳试验、全尺寸典型接头静力和疲劳试验、全尺寸前起落架静力试验,基于试验结果进行前起落架结构优化设计,为结构减重提供技术支持.

摘要： 本文应用尺寸优化设计方法，采用Altair公司的OptiStruct优化设计软件的尺寸优化模块，对某整车试验台架进行结构优化设计。通过尺寸优化分析得到结构中各梁的厚度值，并结合分析结果进行三次改进分析，最终得到了最满意的结果。优化后的结构在保证功能的同时，实现了减重，并将该优化结果应用于该试验台架的制造。计算结果表明优化设计方法对于结构改进设计是有效的，该方法可以广泛应用于同类结构的优化设计工程。

摘要： 本文主要采用Mooney-Rivlin模型对空气悬架摆臂衬套进行了限元分析,通过分析对摆臂衬套结构优化设计,并进行了疲劳试验结果对比.

摘要： 风机在运行过程中,由于受到环境外激励和风轮转动激励的作用,塔筒会产生振动,甚至会引起共振,影响风机寿命.本文利用北京东方所的DASP数据采集与分析系统,采用OMA方式对某风机进行了模态测试,获得了该风机塔筒的前5阶模态参数,为风机结构的动力学分析和结构优化设计提供了科学依据.

摘要： 本文根据焊接式大齿轮外形大、重量重等特点,设计能自动挂钩的专用工装吊具来实现大齿轮高温淬火后吊出加热炉.利用三维设计软件对吊具进行模拟强度分析,改变吊具结构优化设计.

摘要： 利用Ansys软件对某型号万能式断路器本体底板进行了强度仿真分析,通过仿真与试验分析,模拟了断路器进行短耐试验时本体底板发生变形的情况,然后进行结构优化设计,并对同类产品进行了仿真对比分析.仿真与试验结果表明,本体底板的结构和固定方式对断路器本体强度影响较大,建议从本体底板结构和固定方式进行结构优化设计,且底板采用强度更好的DMC材料.

摘要： 现代堆垛机多样化、高速化和高层化的发展趋势对其机械结构的稳定性和可靠性提出了更高的要求，传统经验测绘为主的设计难以做到结构优化。ANSYS Wbrkbench是美国ANSYS公司新一代产品研发集成平台，介绍了ANSYSWorkbench集成建模工作流程，建立了堆垛机有限元模型并对其主要结构参数进行了优化。

摘要： 按照实际尺寸,建立了特高压单联悬垂串玻璃绝缘子的三维有限元计算模型,将仿真结果和武汉高压研究院的实测结果进行了对比分析.为了改善绝缘子串的电压分布,应用正交试验设计和神经网络优化方法,对1000kV特高压交流输电线路玻璃绝缘子均压环结构进行了优化设计.为了加快神经网络的训练速度,本文选择了Levenberg-Marquartdt快速学习算法对均压环结构优化神经网络进行了训练.另外,为了提高神经网络训练的效果,对56组试验数据进行了归一化处理,优化结果证明神经网络优化方法具有较好的优化效果.

摘要： 按照实际尺寸,建立了特高压单联悬垂串玻璃绝缘子的三维有限元计算模型,将仿真结果和武汉高压研究院的实测结果进行了对比分析.为了改善绝缘子串的电压分布,应用正交试验设计和神经网络优化方法,对1000kV特高压交流输电线路玻璃绝缘子均压环结构进行了优化设计.为了加快神经网络的训练速度,本文选择了Levenberg-Marquartdt快速学习算法对均压环结构优化神经网络进行了训练.另外,为了提高神经网络训练的效果,对56组试验数据进行了归一化处理,优化结果证明神经网络优化方法具有较好的优化效果.

摘要： 按照实际尺寸,建立了特高压单联悬垂串玻璃绝缘子的三维有限元计算模型,将仿真结果和武汉高压研究院的实测结果进行了对比分析.为了改善绝缘子串的电压分布,应用正交试验设计和神经网络优化方法,对1000kV特高压交流输电线路玻璃绝缘子均压环结构进行了优化设计.为了加快神经网络的训练速度,本文选择了Levenberg-Marquartdt快速学习算法对均压环结构优化神经网络进行了训练.另外,为了提高神经网络训练的效果,对56组试验数据进行了归一化处理,优化结果证明神经网络优化方法具有较好的优化效果.

摘要： 一种用于优化结构化网络并且减少计算单元的计算量的结构优化装置(1)，其具有：在结构化网络中生成对一个或多个中间层取捷径的残差网络的生成单元(2)；根据中间层对使用结构化网络执行的处理的第一贡献度来选择所述中间层的选择单元(3)；以及删除所选中间层的删除单元(4)。

摘要： 本发明公开一种基于定子槽结构优化的交流牵引电机电磁降噪优化设计方法，是在开槽尺寸x、y一定时，计算交流牵引电机的噪声最小时在其定子槽底部的最优开槽位置尺寸h'；根据所得最优开槽位置，设置不同开槽尺寸x'、y'，计算对应的电磁噪声及效率，再根据电磁噪声和效率与其槽口长边x'、宽边y'间的函数关系，构建在电磁噪声最小和效率最大的目标函数，求得交流牵引电机定子槽底部槽口的最佳长、宽边尺寸。与现有技术相比，根据所得最佳长、宽边槽口尺寸对其定子槽底部进行开槽处理后，可在保持电机效率基本不受影响的前提下，达到有效降低其电磁噪声的目的。该发明具有方法实现简单、降噪效果好等特点。

摘要： 本发明公开了一种白车身结构优化设计方法及结构优化设计装置，优化设计方法包括以下步骤：建立白车身的有限元模型；计算所述有限元模型中各个工况的模态和刚度，并对所述白车身进行试验验证，获取所述模态及刚度的计算值与试验值的误差；调整所述有限元模型直至所述误差小于所述预设百分比；根据所述模态和所述刚度，筛选出优化设计的多个设计变量；根据所述白车身的加权相对灵敏度w以及所述白车身的优化成本，选择所述白车身结构中的部分参数为多个设计变量。本发明通过采用加权相对灵敏度分析的方法选择优化设计的设计变量，对白车身确定性优化结果进行可靠性优化设计，白车身结构在满足性能要求的同时，减轻车身质量，提高系统的可靠性。

摘要： 本发明提供一种结构优化设计方法，通过建立优化设计目标函数及约束条件、建立结构优化设计域、初始化优化模型、对模型进行结构有限元分析并根据分析的结果计算目标函数及约束方程的值、分析形状敏度并根据分析的结果运用适当的演化算法更新模型等一系列步骤，最终得到最优的结构模型。本发明还提供一种采用上述优化设计方法的软件系统。该软件系统在充分实现上述优化算法的同时，又提供了良好的用户界面以及数据接口。本发明所提出的优化设计方法及其系统可直接应用于计算机辅助设计、网格依赖性低且适应于各种通用对象。

摘要： 本发明公开了一种白车身结构优化设计方法及结构优化设计装置，优化设计方法包括以下步骤：建立白车身的有限元模型；计算所述有限元模型中各个工况的模态和刚度，并对所述白车身进行试验验证，获取所述模态及刚度的计算值与试验值的误差；调整所述有限元模型直至所述误差小于所述预设百分比；根据所述模态和所述刚度，筛选出优化设计的多个设计变量；根据所述白车身的加权相对灵敏度w以及所述白车身的优化成本，选择所述白车身结构中的部分参数为多个设计变量。本发明通过采用加权相对灵敏度分析的方法选择优化设计的设计变量，对白车身确定性优化结果进行可靠性优化设计，白车身结构在满足性能要求的同时，减轻车身质量，提高系统的可靠性。

摘要： 本发明提供一种结构优化设计方法，通过建立优化设计目标函数及约束条件、建立结构优化设计域、初始化优化模型、对模型进行结构有限元分析并根据分析的结果计算目标函数及约束方程的值、分析形状敏度并根据分析的结果运用适当的演化算法更新模型等一系列步骤，最终得到最优的结构模型。本发明还提供一种采用上述优化设计方法的软件系统。该软件系统在充分实现上述优化算法的同时，又提供了良好的用户界面以及数据接口。本发明所提出的优化设计方法及其系统可直接应用于计算机辅助设计、网格依赖性低且适应于各种通用对象。

摘要： 本发明公开了一种水下集矿机结构优化设计方法，该方法包括以下步骤：一、构建水下集矿机的三维参数化模型；二、将参数化模型文件导入到ICEM软件进行网格划分，再将生成的网格文件导入到CFD软件中；三、在CFD软件中对水下集矿机进行流场模拟，计算水下集矿机阻力；四、确定结构优化设计变量、约束条件并选取优化目标函数作为评价指标；五、根据设计变量范围，通过多学科优化软件Isight进行抽样；六、把抽取的样本点在CFD软件中仿真，计算出样本点阻力值；七、通过Isight响应面模型对样本数据与仿真结果进行拟合；八、通过ASA+PSO组合优化算法进行结构优化。本发明的结构优化设计方法能够降低水下集矿机的水下航行阻力，增大有效体积。

摘要： 基于非线性规划优化方法的月球车悬架结构优化设计方法：包括根据设计要求拟定悬臂的运动范围；通过悬架优化前的悬臂尺寸、转动关节点位坐标建立起悬架数学模型；在数学模型中拟定设计变量，并依据拟定的运动范围对悬臂的运动轨迹进行规划；对悬臂间的长度、角度等线性等式约束和线性不等式约束进行定义；对各杆件间的夹角、辅助杆长等参数进行计算，进而通过优化理论运动轨迹和设计变量轨迹之间的最小值来获得最优变量数据；最后通过拟定的悬架运动轨迹变化和计算求得实际悬臂上参数点位的运动曲线坐标，对运动轨迹进行仿真，复现悬架的轨迹运动。

摘要： 本发明公开了一种适用于结构优化设计的独立基类自适应遗传优化算法，根据解集种群计算初代解集种群的适应度；计算每个基类种群的初始优化效率；以每个基类优化效率作为该基类在轮盘赌选择中的适应度函数，根据轮盘赌选择下几代或者几十代中的最优基类并给它赋予较高的交叉概率以及变异概率，其他基类则作为次等基类赋予较低的交叉概率以及变异概率进行缓慢进化；经过几代或者几十代后，计算当前最优基类的在此次进化中的优化效率，并将该优化效率与次等基类的优化效率进行下一次的基类轮盘赌选择，一直循环，直到满足条件，寻找到最优个体，退出循环。本发明针对结构优化变量多，耦合度大的问题，提出了独立基类的解耦方法，具有较好的实用性。

摘要： 本发明公开了一种基于拓扑优化的机床立柱结构优化设计方法，属于机床立柱结构优化设计领域，包含如下步骤：机床立柱拓扑优化步骤，获得立柱内壁的最优筋条排布形式；筋板厚度尺寸优化步骤，获得最优的筋板厚度尺寸。我国机床立柱普遍存在重量冗余、刚度性能不足、生产成本高、资源消耗大等问题。针对这些问题，本发明改变了传统的机床立柱结构优化设计方法，基于拓扑优化技术，提高了机床立柱结构的强度、刚度及抗振性能，减轻了立柱结构重量，降低制造成本，本发明可广泛应用于各类机床承力结构的结构优化设计。