某减速器结构分析与优化
本文关键词: 滚珠丝杠减速器 结构分析 参数化建模 PCL语言 结构优化设计 出处:《国防科学技术大学》2011年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:减速器是电动舵机的重要部件,其主要作用是将电机的高速转动转变为导弹舵面的低速偏转。随着导弹武器系统性能的不断提高,减速器呈现了小型化、轻质化的发展趋势,同时其所处的力学环境也更加恶劣。因此,对减速器的进行结构分析与优化设计具有重要的工程意义。本文以某滚珠丝杠减速器为研究对象,对其进行结构分析,并在对其进行参数建模的基础上,采用遗传算法对减速器进行了结构优化设计。主要研究内容如下: 建立了某滚珠丝杠减速器的三维有限元模型,准确模拟了部件间的多种连接关系,采用有限元软件MSC.Marc/Nastran对滚珠丝杠减速器进行了非线性静力分析、动力分析。 研究了利用MSC.Patran软件的二次开发工具PCL(Patran Command Language)实现减速器参数化建模的相关技术,编制了某滚珠丝杠减速器的的PCL参数化建模程序,实现了根据几何参数自动建立有限元模型并进行分析计算和结果输出的功能。 讨论了遗传算法的基本实现技术,利用所建立的参数化模型采用遗传算法以质量最小为目标对减速器进行了形状和尺寸优化。 总之,本文成功地实现了基于参数化建模的某滚珠丝杠减速器的结构优化,所得结果可为减速器的设计工作提供参考,研究方法能够方便地应用于类似的复杂结构的形状和尺寸优化设计。
[Abstract]:The speed reducer is an important part of electric steering gear . Its main function is to convert the high - speed rotation of the motor into the low - speed deflection of the missile ' s rudder surface . As the missile weapon system performance increases , the reducer presents the trend of miniaturization and light weight . At the same time , it has important engineering significance for the structural analysis and optimization design of the reducer . The three - dimensional finite element model of a ball screw speed reducer is established , and various connection relations among the parts are accurately simulated , and the nonlinear static analysis and dynamic analysis of the ball screw reducer are carried out by using the finite element software MSC . Marc / Nastran . In this paper , the technology of realizing parametric modeling of speed reducer is studied by using the secondary development tool PCL ( Patran Command Language ) of the MSC . Patran software . The PCL parametric modeling procedure of a ball screw speed reducer is programmed , and the finite element model is automatically established according to the geometric parameters and the function of the analysis calculation and the result output is carried out . In this paper , the basic realization technology of genetic algorithm is discussed , and the shape and size of the reducer are optimized by using genetic algorithm based on the established parametric model . In conclusion , the structure optimization of a ball screw speed reducer based on parametric modeling is successfully realized in this paper . The results can provide a reference for the design work of the reducer , and the research method can be applied to the shape and size optimization design of similar complex structures .
【学位授予单位】:国防科学技术大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TH132.46
【参考文献】
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,本文编号:1462797
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