基于ABAQUS的平沙系统悬臂梁结构拓扑优化
王树国
李立君
廖凯
喻秋良
陈威
中南林业科技大学机电工程学院,长沙410004
摘要：针对平沙系统工作中出现精度较低和容易引起共振的问题,对平沙系统悬臂梁结构进行拓扑优化设计.从悬臂梁内部材料布局出发,以材料的畸变能密度为优化目标,在Abaqus软件中采用变密度法对悬臂梁进行拓扑优化设计,得到最合理的材料分布.优化结果表明,当施加载荷在工况要求的400 N时,悬臂梁最前端位移量由优化前的4.205 mm减小到1.447 mm,优化后满足工况要求.最大应力值从优化前的20.04 MPa减小到6.824 MPa.在悬臂梁质量减小41.4％的情况下,悬臂梁的1阶固有频率增加2.481 Hz,远离了外界激励频率,改善了悬臂梁的动力学性能.通过角度变化试验验证拓扑优化后的模型最大位移量满足工况要求,有效提高了材料的整体利用率,为平沙系统的设计提供了理论依据.
关键词：平沙系统悬臂梁有限元分析拓扑优化
分类号：TH114(机械学（机械设计基础理论）)
资助基金：湖南省重点研发计划项目(2018NK2065)湖南省重点研发计划项目(2019NK2022)湖南省科技重大专项(2017NK1010)
论文发表日期：2022-04-15
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：7( 362-368 )
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