為加強(qiáng)齒輪剛度和對(duì)外界激勵(lì)的抑制能力,減少齒輪制造的材料使用率,引入多目標(biāo)拓?fù)鋬?yōu)化理論并運(yùn)用OptiStruct對(duì)齒輪最佳結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)。首先,依據(jù)齒輪的實(shí)際工作狀況,基于HyperMesh分別以剛度和一階固有頻率為優(yōu)化目標(biāo),以優(yōu)化前后體積比為約束條件構(gòu)建齒輪的SIMP優(yōu)化模型并運(yùn)用OptiStruct進(jìn)行求解。然后,采用折衷規(guī)劃法定義多目標(biāo)函數(shù),基于層次分析法計(jì)算決策矩陣并確定多目標(biāo)函數(shù)的權(quán)重因子。最后,運(yùn)用OptiStruct求解出齒輪結(jié)構(gòu)的最佳材料分布。優(yōu)化結(jié)果表明,優(yōu)化后的齒輪不僅提高了力學(xué)性能和抑制振動(dòng)能力,還降低了齒輪材料的使用率,實(shí)現(xiàn)齒輪結(jié)構(gòu)的輕量化設(shè)計(jì)。 

【文章來源】：機(jī)械設(shè)計(jì)與制造. 2020,(05)北大核心

【文章頁數(shù)】：4 頁

【部分圖文】：

齒輪結(jié)構(gòu)有限元模型及工況條件

運(yùn)用OptiStruct進(jìn)行優(yōu)化求解，經(jīng)過35步優(yōu)化迭代可得齒輪靜態(tài)拓?fù)鋬?yōu)化后的材料分布情況，如圖2所示。優(yōu)化迭代后，直齒輪柔度最大值和最小值，如表2所示。

運(yùn)用OptiStruct進(jìn)行優(yōu)化求解，經(jīng)過39次迭代步得模態(tài)拓?fù)鋬?yōu)化后齒輪結(jié)構(gòu)的材料分布形式，如圖3所示。通過優(yōu)化前后對(duì)齒輪的模態(tài)特性比較，其一階固有頻率和質(zhì)量，如表3所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號(hào)：3321406