ANSYS下EBZ-160掘进机回转台拓扑优化与有限元分析

本文主要探讨了基于ANSYS的EBZ-160型掘进机回转台的拓扑优化设计方法。作者程佳、毛君和张凯合作，他们首先利用三维绘图软件Pro/E建立了EBZ-160型掘进机回转台的精确实体模型。这一步骤对于确保模型的准确性至关重要，因为它为后续的有限元分析提供了基础。 Pro/E与ANSYS的数据接口在此过程中发挥了关键作用，允许设计师直接将实体模型导入到ANSYS环境中。ANSYS是一款强大的有限元分析软件，它能够进行复杂的结构分析，包括在极限载荷条件下的应力分析。通过这种方式，作者能够评估回转台在实际工作中的静态强度，确保其满足安全标准。 文章的核心部分着重于拓扑优化的应用。通过拓扑优化技术，作者减少了回转台的体积约12%，显著降低了材料使用量，从而降低了制造成本。同时，变形量的减少也表明了优化后的回转台具有更好的结构刚度，有助于提升掘进机的整体性能和稳定性，减少因结构强度不足而产生的性能下降和疲劳断裂的风险。 在传统设计方法中，依赖于经验和公式往往导致过度保守，使得设计过于厚重，消耗不必要的材料。因此，采用拓扑优化这种现代设计手段，对于挖掘设备的轻量化和成本效益具有重要意义。此外，文中还提到了中图分类号TD421.5+21，说明这是关于采矿机械工程领域的一项研究。 总结来说，这篇文章提供了一个实用的案例，展示了如何结合三维建模软件和有限元分析工具进行回转台的优化设计，这对于改进掘进机性能、节约成本和提高生产效率具有实际价值。通过拓扑优化，设计人员得以在保证结构强度的同时，寻求更加经济和高效的解决方案。