搅拌车托轮支座Ansys拓扑优化:轻量化与性能提升

0 下载量 101 浏览量 更新于2024-09-05 收藏 632KB PDF 举报
"基于Ansys的搅拌车托轮支座结构拓扑优化设计" 在机械工程领域,搅拌车的托轮支座是关键组件之一,它承担着搅拌筒和减速机之间的连接与载荷传递功能。文章《基于Ansys的搅拌车托轮支座结构拓扑优化设计》由夏宇辉和杨明忠撰写,他们来自武汉理工大学机电工程学院。该研究应用了拓扑优化理论,结合Ansys软件进行结构优化设计,旨在在保持原有装配结构的基础上,提升支座的性能并减轻重量。 拓扑优化是结构优化设计的一个高级层次,它关注的是材料的最佳分布,而非仅限于尺寸或形状的调整。在尺寸优化和形状优化较为成熟的情况下,拓扑优化因其在理论和计算上的复杂性成为了当前研究的焦点。通过优化,可以实现更高效、更轻量化的结构设计,对产品成本和性能具有深远影响。 文中提到,拓扑优化已经在多个实例中展现出显著效果,例如空间反射镜的轻量化设计,重型货车车架的优化,以及平衡轴支架的应力和重量改善。这些案例展示了拓扑优化在不同领域的广泛应用和成效。 在搅拌车托轮支座的优化过程中,研究人员首先确定了边界条件和载荷,考虑到支座需要承受搅拌筒和混凝土带来的载荷,同时保持与其它部件的装配不受影响。他们保留了底座和两侧板上的装配孔,其他部分则依据最大化原则进行优化。 通过Ansys软件的拓扑优化工具,对原始结构进行了分析和改进。优化后的结构在保持静力特性稳定的同时,实现了重量的显著减轻(减少了31.1%),并且材料分布更加优化,这意味着结构的强度和刚度得到了提升,同时降低了制造成本。 这项研究为搅拌车托轮支座的轻量化设计提供了实践经验,也为同类机械结构的优化提供了参考。它强调了在满足功能需求的前提下,利用拓扑优化能够实现更高效、更节省资源的设计,对于提升车辆性能、降低能耗以及延长设备寿命具有积极意义。