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3.3.2 约束条件
B,H,H1的变化范围分别是：B ∈(30,50)；H ∈(140,175)；H1 ∈(55,90)，它们的初值分别为：B=35mm， H=175mm， H1=35mm。
图3.2 承压齿盘结构图
从图3.2可以看到，其结构具有对称性，承受的载荷和约束也是轴对称的, 因此在分析时可以利用对称性的条件，简化分析模型的规模，见图3.3。对简化后的分析模型，采用四面体单元SOLID92，自由网格划分，生成的网格如图3.4。
图3.3承压齿盘简化分析模型图
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图3.4承压齿盘模型结构网格划分图
3.3.3 建立优化函数
其中优化设计的约束条件选择沿a-a和b-b路径上的当量应力S1，S2，即Von Mises应力，它们是危险的位置，为了控制零件中心的最大位移，也选择在a-a路径的位移UZ作为约束条件。设置承压齿盘的重量为目标函数，即该零件结构优化数学模型为目标函数：
f?x??minX??x1,x2,x3???B,H,H1? （3-5）
状态变量S1?204MP,S2?454MPUZ?0.02H 设计变量30?B?50,140?H?175,55?H1?90 f(x)表示承压齿盘的重量WT。
3.3.4 结果与讨论
本问题采用一阶优化方法，将目标函数的允许误差定为10kg，共进行了12次优化循环，迭代后由于满足收敛条件而退出，加上初值，共获得13组数据，优化结果见表3.1所示。
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表3.1 表示最优组数据 SET 1 182.63 383.4. 1.9406 175.00 75.000 35.000 2780.3 可行 SET 5 200.05 430.76 2.2200 166.06 75.227 36.526 2643.5 可行 SET 9 SET 2 191.22 407.62 2.0750 170.61 74.948 35.188 2712.1 可行 SET 6 201.82 433.72 2.2497 164.92 75.290 37.741 2627.6 可行 SET 10 198.33 389.98 2.2103 163.63 80.877 48.226 2629.3 可行 SET 3 193.45 412.53 2.1120 169.59 75.467 35.247 2696.7 可行 SET 7 203.06 433.35 2.2720 164.05 75.392 38.846 2615.8 可行 *SET 11* 205.72 410.92 2.3334 160.18 80.646 48.072 2575.0 可行 SET 12 207.70 406.95 2.3660 159.41 79.217 48.162 2561.7 可行 SET 4 198.31 426.50 2.1908 166.90 75.130 36.137 2657.3 可行 SET 8 204.31 427.38 2.2960 163.09 76.482 40.474 2604.3 可行 SET 13 202.77 394.40 2.2843 161.49 80.212 48.229 2595.4 可行 S1/MPa?SV? S2/MPa?SV? UZ/min?SV? H/min?DV? H1/min?DV? B/min?DV? WT/kg?OBJ? 可行性 S1/MPa?SV? S2/MPa?SV? UZ/min?SV? H/min?DV? H1/min?DV? B/min?DV? WT/kg?OBJ? 可行性 S1/MPa?SV? 202.96 S2/MPa?SV? 397.36 UZ/min?SV? H/min?DV? 2.2901 160.88 H1/min?DV? 81.907 B/min?DV? 50.000 WT/kg?OBJ? 2590.4 可行性 可行 12
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目标函数收敛情况如图3.4所示。图3.5 为约束条件变化图。
图3.5 目标函数WT收敛过程示意图
图3.6 约束条件S1，S2变化图
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