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上阀体等效力的分布

优化设计是指最优化理论和计算机技术结合。其关键是根据设计的基本要求,从多个可执行的方案中选择一个最佳的方案,即“理论+经验+模拟验证”设计方法,使用计算机高精度运算取代人工繁琐近似计算,目前被广泛应用于工业设计中。


ca88手机版机械结构优化设计中,其主要的设计工作包含将设计问题物理模型转变成数学模型,使用合适的优化方法,求解其数学模型。其中求解数学模型基本已经在计算机中完成,而最终优化结果的效果,在很大程度上是依据前期建立的数学模型,其数学模型的建立的关键步骤包括选取需要优化的设计变量、列出其优化目标函数及给出实际的约束条件。


选取机械产品的质量为目标函数,是当今机械优化中最常见的情况,因为质量降低时可以降低产品材料成本以及产品加工量,其综合效益会提高。对于某一个产品的目标函数,其数量可以是单个,也可以是多个,即可以是单目标函数,也可以是多目标函数,一般来说,多目标函数可以提高设计的综合优化效果,但是求解难度会加大。将其模型导入到DS求解模块中,施加约束及其载荷,并将需要优化的变量设为参数。将设好的参数的三维模型导入到优化模块中,在优化模块中定义参数种类及其变化的范围,当然设定的参数,既可以是离散型参数,又可以使连续型参数,然后进行求解运算。


ca88会员登录阀体在清水阀中,占重比例达到70°%左右,根据上阀体等效应力分布云图可以看出,上阀体的最大等效应力为220.19MPa,而材料的最大屈服极限为241MPa,其最大等效应力与材料屈服极限相差仍然很大,在保证清水阀阀体强度、刚度要求的前提下,可以对其上阀体的壁厚结构设计进行优化,以的集中应力为目标函数,以上阀体壁厚为设计变量,使用有限元法进行理论分析,通过ANSYSWorkbench软件对其进行最大等效应力分析与对比,得出一系列的数据,见下表1所示。

表1:不同壁厚的上阀体有限元分析结果

序号

上阀体壁厚mm)

阀体最大等效应力MPa)

1

15

220.19

2

14

226.74

3

13

234.05

4

12.5

238.16

5

12

241.5

阀体壁厚进行优化后的阀体最大弯曲变形在正常控制范围之内,且最大等效应力小于材料的许用应力。即经过优化,不仅达到了阀体弯曲变形的正常变化预期值,而且保证了阀体在该试验工况下,对强度、刚度的要求。


所以本文得出结论:优化前后的阀体壁厚经过比较,其优化结果经计算为16.7%,优化结果非常明显,同时达到了弯曲变形的预期值,保证了阀体在清水阀开启时,不会产生大的不规则变形。而且对清水阀占重比例为70%左右的阀体的优化,相比优化前的壁厚,大大节省了材料,节约材料成本。ca88手机版厂对清水阀通径为300mm时的设计,进行修正,其修正系数为0.83,该修正系数对未来清水阀阀体的设计有一定的参考意见。


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点击次数:  更新时间:2018-03-16 16:16:52  【打印此页】  【关闭