花都升降车租赁 ,   花都升降车出租,   花都升降车租赁公司      基于ANSYS的升降车的高效垂直升降装置拓扑优化设计,    有限元法的诞生、数学规划的引入以及电子计算机技术的兴起，促成了结构优化这门新兴学科的蓬勃发展。多年来在大量科学家和工程师的共同努力下，结构优化不但成为结构设计研究的一个重要分支，而且在工程应用中得到了广泛认可。结构优化分为尺寸优化、形状优化和拓扑优化。经过多年的研究，结构尺寸优化技术已趋于成熟，在工程设计中被广泛使用，已显示出它的巨大优势；形状优化目前仍处于发展阶段，它较尺寸优化更复杂些；进一步的，拓扑优化更加复杂同时也更加具有生命力，被认为是结构优化技术中最具挑战性的方向之一。上一章的研究是基于设计优化模块，对升降车的高效垂直升降装置进行优化设计。也就是说，上一章的研究，是从尺寸优化的角度进行优化，其基本形状、拓扑结构依然没能跳出标准传动链的限制，想要进一步降低装置自重，使用尺寸优化的方法依然有一定的上升空间，但是由于原有拓扑结构的限制，其优化空间是有限的；另一方面，传动链设计尺寸的增大，为更加复杂的拓扑结构留下充足的设计空间，而减轻传动链自重对提高装置性能有非常显著影响。将基于ANSYS自带拓扑优化模块（TopologicalOpt），针对升降车的高效垂直升降装置载荷情况，计算出更优的拓扑结构，为进一步地减少装置自重，提供研究的方向。

         ANSYS自带拓扑优化的方法和步骤. ANSYS作为一款功能强大的通用CAE软件，较早地提供了模块化的拓扑优化技术。该技术是基于连续体拓扑优化方法中的变密度法，其原理是系统材料发挥最大利用率，同时确保刚度、固有频率等获得极大或极小值，主要用于确定系统的最佳几何形状。不同于尺寸优化设计，ANSYS模块化拓扑优化无需定义具体的设计变量和状态变量，只需给出一些基本结构参数（材料性能、载荷等）和优化比例，通过迭代求解，获得最优的几何拓扑。ANSYSTopologicalOpt主要步骤：（1）结构问题定义；（2）单元类型选取；（3）优化区域和不优化区域声明；（4）荷载工况提取；（5）控制优化过程；（6）查看结果。

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          升降车的高效垂直升降装置外链板拓扑优化设计静力分析中可以看出，优化后的模型最大应力为292MPa，除少部分区域应力水平达到130MPa以上外，绝大部分的应力水平处于32.7MPa到97.5MPa之间，远小于材料的许用强度极限，甚至有部分的应力在10MPa以下。可以说升降车的高效垂直升降装置传动链模型的拓扑结构上，依然有很大的优化空间。在对外链板进行拓扑优化之前，首先必须要确定拓扑优化的初始模型即优化前的初始结构。而该模型须要符合受力、支撑等特点的同时，尽可能便于优化计算以提高效率。对于外链板的拓扑优化，在确定初始模型时，考虑到本身结构并不复杂，同时本身可以认为是一个厚度均匀的板，为了减少拓扑优化的机时、提高优化效率，这里采用外链板二维板模型作为拓扑优化的初始模型，其尺寸参照第四章优化后的模型，建立外链板四分之一模型。

        单元的选择和网格划分, 根据ANSYS自带拓扑优化模块所提供的可以使用的二维平面单元，这里选用PLANE82单元来建立外链板拓扑优化有限元模型。设定优化区域时，考虑到轴孔处作为接触配合和施加载荷的部分，因此选择轴孔部分的单元作为不优化区域，其他部分作为优化区域。为了能获得比较好的优化结果，采用比较细密的网格划分，控制全局尺寸为0.01，划分得2405个单元，7458个节点。

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