基于组合近似模型的插秧机秧箱轻量化设计

发布时间：2023-03-12 06:23

　　机械装备构件轻量化可以节约原材料、减少环境污染,具有显著的社会效益、环境效益与经济效益,对构建节约型社会具有重大的推动作用。制造业的迅速发展以及对节能减排的迫切需求,一方面推动着轻量化设计向更为广阔的空间发展,另一方面也让其面临更严峻的挑战。轻量化设计不是简单的减重,还要确保整体性能不变甚至有所提升。因此,轻量化设计是一个具有复杂性的综合优化问题。本文将近似方法应用到插秧机秧箱结构轻量化设计中,旨在保证优化结果可靠性的同时,提高计算效率、加快优化进程。建立了秧箱简化后的几何模型,导入ANSYS软件中,建立有限元模型,进行静动态性能分析,得到各工况下的初始性能,为后续优化提供数据基础。静态性能主要为三种工况下的弯曲刚度和三种工况下的扭转工况,动态性能为前八阶固有模态。分析结果表明,弯曲刚度EI₁、扭转刚度GJ偏大,可进一步优化,同时应确保弯曲刚度EI₂、一阶固有频率f₁足够大。深入分析了试验设计、近似模型的构建、模型精度的评价指标、组合近似模型权系数计算方法等近似方法关键技术。选用最优拉丁超立方法进行试验设计,根据样本点分...

【文章页数】：64 页

【学位级别】：硕士

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致谢
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究目的和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 轻量化研究现状
        1.2.2 近似模型研究现状
        1.2.3 基于近似模型的轻量化研究现状
    1.3 课题研究内容及技术路线
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 技术路线
2 秧箱初始静动态性能分析
    2.1 秧箱系统的概述
        2.1.1 秧箱系统的组成
        2.1.2 研究对象
        2.1.3 材料属性
    2.2 秧箱有限元模型构建
        2.2.1 几何模型的简化
        2.2.2 秧箱有限元模型
    2.3 秧箱初始性能分析
        2.3.1 刚度分析
        2.3.2 模态分析
    2.4 本章小结
3 秧箱性能响应的组合近似模型构建
    3.1 近似模型技术
        3.1.1 试验设计方法分析
        3.1.2 近似模型技术
        3.1.3 模型精度的评价指标
    3.2 组合近似模型的构建
        3.2.1 组合近似模型概述
        3.2.2 权系数计算方法
    3.3 秧箱结构性能响应的近似模型构建
        3.3.1 单一近似模型的构建
        3.3.2 组合近似模型的构建
    3.4 本章小结
4 基于组合近似模型的高速插秧机秧箱结构优化
    4.1 秧箱轻量化数学模型的构建
        4.1.1 优化设计理论
        4.1.2 轻量化数学模型的建立
    4.2 基于近似模型的优化求解及结果分析
        4.2.1 轻量化平台的搭建
        4.2.2 优化算法的确定
        4.2.3 优化求解及结果分析
        4.2.4 优化结果验证分析
    4.3 模型的结构改进及分析
        4.3.1 模型的结构改进
        4.3.2 改进模型的性能分析
    4.4 本章小结
5 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
参考文献
作者简介
在读期间研究成果



本文编号：3761125