基于ANSYS的试验台底座优化设计.pdf

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1、2014年4月机床与液压Apr．2014第42卷第8期MACHINETOOL&HYDRAULICSVo1．42No．8DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2014．08．002基于ANSYS的试验台底座优化设计林巨广，胡凯江(合肥工业大学机械与汽车工程学院，安徽合肥230009)摘要：汽车变速箱空载试验台是汽车变速箱生产企业常用的一种试验装备。试验台底座对试验台整体性能具有重要的影响。介绍了优化设计的理论基础。在原试验台底座机构的基础上，采用ANSYS对底座的各项静、动态性能进行分析，找出优化的方向：更改底座的结构节约了生产底座的材

2、料，改变底座的约束类型提高了底座的抗震性能。并对优化前后底座的性能进行了比较分析。关键词：汽车变速箱空载试验台；底座结构；优化设计；有限元分析中图分类号：TH122文献标识码：A文章编号：1001—3881(2014)8—003—3OptimalDesignfortheBaseofTest．bedBasedonANSYSLINJuguang，HUKaijiang(SchoolofMechanicalandAutomobileEngineering，HefeiUniversityofTechnology，‘HefeiAnhui230009，China)Ab

3、stract：No—loadshiftboxtest—bedisonekindofthemostcommonlyusedtest—bedinshiftboxmanufacturingcompanies．Thebasehasanimportantinfluenceonthetest—bed．Thetheoreticalbasisoftheoptimaldesignwasintroducedbriefly．Basedonthestruc-tureoftheoriginalbaseoftest—bed，thedirectionfortheoptimaldesi

4、gnwasfoundoutbyanalyzingitsstaticanddynamicperformanceswithANSYS．MaterialwassavedbychangingthestructureofthebaseandtheseismicperformanceWaSimprovedbychangingthecon—strainedtypeofthebase．Atlast，theperformanceoftheoptimizedbasewascomparedwiththeoriginalone．Keywords：No—loadshiftboxt

5、est—bed；Bedstructure；Optimaldesign；FEManalysis在科技持续发展的今天，机械设计与计算机技术利用可行域的概念，可将模型进一步简练的表达的结合越来越密切，设计趋于复杂化、敏捷化、智能求X使：化。设计人员借助于有限元方法能够快速准确地分析minRF(X)(4)出产品的各项性能指标，通过不断的优化达到节约材式(4)中：R是同时满足h()=0和g(X)≤0的料、改善机械性能、延长使用寿命等目的。随着汽车设计的点集合。F()为优化结果。工业的持续发展，人们对汽车的各项性能提出了越来1．2优化设计的一般方法越高的要求。试验台

6、在汽车的各项测试中都起着重要在结构优化设计中，大致可分为两类设计方的作用。因此，如何设计出高性能的试验台便成为汽法：车制造业当前所面临的一大难题。目前试验台的设一类优化准则法，它是从一个初始设计X‘出发，计参数基于简单的计算及设计经验数据，为安全考着眼于在每次迭代中应满足的优化条件，来得到一个虑，均留有较大的余量，设计的安全系数较大，浪费更优的设计X，这种方法无需考虑约束条件，其迭了材料，增加了设备成本。对其进行结构优化具有较代公式为：大的意义和应用价值。=C‘(5)1优化设计的理论基础式中：C为对角矩阵。1．1优化设计的数学模型表示另一类设计方法是数学

7、规划法，它虽然也是从一所谓的优化设计是一种寻找最优设计方案的技个初始设计出发，对结构进行分析，但是按照如下迭术，优化问题的数学模型是实际优化设计问题的数代方法得到一个更优的X“，其公式为：学抽象：“==(1，2，⋯，Xn)(1)‘+Ax(6)h(X)=0(k=1，2，⋯，1)(2)式中：=aft‘，a为步长，沿d‘方向实现对X的g(X)≤0(J=1，2，⋯，m)(3)修改；d。为搜索方向，根据几何概念和数学原理，由收稿日期：2013—03—28基金项目：国家重点新产品计划项目(2012GRC30002)；国家火炬计划项目(2011GH041242)作者简

8、介：林巨广(1963一)，男，教授，博士生导师，主要从事汽车自动化装备、汽车试验