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1、隨著廢舊轎車數(shù)量的增加,處理廢舊轎車成為亟待解決的問題。廢舊轎車的破碎主要使用撕碎機(jī),而現(xiàn)有撕碎機(jī)大都存在笨重,撕碎效率低,能耗大以及容易出現(xiàn)疲勞損傷等問題。刀盤作為撕碎機(jī)的關(guān)鍵部件,其結(jié)構(gòu)直接決定了撕碎機(jī)的撕碎效率、能耗和壽命,對(duì)刀盤進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)非常必要。
本論文以撕碎機(jī)刀盤為研究對(duì)象,研究大型復(fù)雜件的拓?fù)鋬?yōu)化方法,并進(jìn)行撕碎機(jī)刀盤輕量化設(shè)計(jì)。輕量化設(shè)計(jì)主要依靠拓?fù)鋬?yōu)化算法,目前常用的拓?fù)鋬?yōu)化算法有基于變密度理論的固體各向
2、同性微結(jié)構(gòu)材料懲罰模型法(Solid Isotropic Microstructur es with Penalization,SIMP)以及雙向漸進(jìn)法(Bi-Directional Evolutionary Structural Optimization,BESO)等。其中SIMP方法程序?qū)崿F(xiàn)簡(jiǎn)單,計(jì)算效率高,但是這種方法的拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果不能為之后的設(shè)計(jì)提供剛度最大的拓?fù)錁?gòu)型。BESO方法能夠得到剛度最大的拓?fù)錁?gòu)型,但是對(duì)于復(fù)雜結(jié)構(gòu),這
3、種方法計(jì)算效率低,且拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果依賴于網(wǎng)格質(zhì)量。單獨(dú)使用這兩種算法均無法高效地獲得刀盤的拓?fù)錁?gòu)型。本論文利用SIMP算法找出體積百分?jǐn)?shù)與柔度之間的數(shù)學(xué)關(guān)系,得出體積百分?jǐn)?shù)的約束方程,并將其應(yīng)用于BESO優(yōu)化算法中,從而提高了優(yōu)化效率和優(yōu)化質(zhì)量。
本論文對(duì)轎車雙軸撕碎機(jī)進(jìn)行了機(jī)械設(shè)計(jì),利用ABAQUS軟件對(duì)撕碎機(jī)撕碎過程進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真,并利用仿真結(jié)果對(duì)刀盤加載,利用改善后拓?fù)鋬?yōu)化算法對(duì)撕碎機(jī)刀盤進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化,根據(jù)拓?fù)鋬?yōu)化重新設(shè)計(jì)出
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