基于RSM的鱼蛋撒料生产线模块化支架优化设计

发布时间：2024-02-14 21:13

　　模块化支架是鱼蛋撒料生产线承受载荷的主要构件,其结构对于鱼蛋撒料生产线的安全性和经济性有着重要的影响。结合响应面法(Response Surface Method,RSM)和有限元法对鱼蛋撒料生产线的模块化支架进行优化设计,提出基于RSM的模块化支架结构优化方法,以结构重量最轻为目标函数,在结构强度的约束下,对模块化支架结构厚度进行优化。基于实验样本点,采用二项式方法实现对各输出量的响应面拟合,通过数值模拟计算来获得需优化的结构参数最优解,进一步得到最终优化后的模型结构。对比优化前后数据可知:模块化支架总质量由7.80 kg下降到4.02 kg,优化后总质量比优化前的减轻了约48.41%,同时模块化支架优化后的变形约为0.86 mm,应力约为97.29 MPa,可以满足刚度和强度的要求。

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【部分图文】：

图1模块化支架模型示意图

根据鱼蛋撒料生产线的技术参数,首先建立模块化支架的参数化几何模型。在建立模块化支架的几何模型时,保留其主要受力部件的结构形状,可忽略一些结构的小细节,比如忽略一些倒角、圆角、定位孔等对结构模型影响不大的次要特征,简化后的模块化支架模型如图1所示。在对模块化支架的几何模型网格划分中....

图2模块化支架的变形和应力云图

通过模拟鱼蛋撒料生产线的工作状态,分析其各零件间的承载情况并计算受力大小。模块化支架上方设有撒料箱,撒料箱通过电机振动使调料均匀下落,电机振动产生的力会作用在模块化支架的上表面,加上撒料箱的自重载荷共约50N,模块化支架的中间支撑板为导轨的支撑面,受到的载荷约为50N,为保证....

图3各设计变量对应图

为了实现模块化支架结构RSM优化设计,以模块式支架结构的强度和刚度为约束,以结构的质量最小为优化方向。由于模块化支架的质量与各部位厚度直接相关,因而选择其中三个部位的厚度为优化的设计变量(如图3所示),分别为:顶板厚度x1,中间支撑板厚度x2,侧板厚度x3。4.1设计变量设置

图3响应面灵敏度分析

为了研究变量参数对目标函数的响应程度,引入灵敏度分析[13]。灵敏度的绝对值大小表示该参数对于目标函数的影响程度,灵敏度的正负符号代表与目标函数正相关或负相关。根据15组试验样本点得到各变量参数对输出结果的影响程度如图3所示,从图3所示可以看出,中间支撑板厚度x2对模块化支架变形....

本文编号：3898626