基于ANSYS的承压齿盘结构优化设计研究 - 毕业设计论文-精品

2026/1/24 17:50:03

本科毕业论

由上图承压齿盘WT的变化曲线可以看出,优化次数在第6次时优化对象数据的值已基本稳定。虽然ANSYS分析得到的最优组数据的约束条件S1稍微超过最大值被认为可取,但下一次迭代就被认为不可行,这主要是受到精度的限制,因为如果精度要求过高,计算时间会延长,同时由于考虑到结构的总质量要最小,使得规定的位移上限值偏小,所以约束条件最大值时才会超过极限值,但是从表3-1可以看到在第13组数据各约束条件都满足了设计要求,所以整个优化分析计算是合理的。设计时可取第13组数据作为最优设计参数。由图3-4可以看出,当量应力随迭代次数的变化情况,按最优设计参数设计的齿盘当量应力S1和S2分别为202.77MPa和394.40MPa,小于给定的许用值204MPa和454MPa,从图3-4可知当量应力基本为恒值,趋于稳定,可见其强度是足够的。

3.4 结论

根据以上对承压齿盘尺寸的优化分析,可以得出如下结论:

(1)承压齿盘最优尺寸为H?161.49mm,H1?80.212mm,B?48.299mm。其中优化后的质量由最初的2780.3kg下降到2595.4kg,减少了6.7%,优化效果明显。 (2)采用有限元分析,与传统的方法相比,提高了分析精度与设计质量。

(3)将有限元分析和结构优化方法相结合,是今后机械零部件设计的一个发展方向。

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第四章. 结束语

通过本次毕业设计,我认识了什么是ANSYS以及它的强大功能,学会了ANSYS的基本操作,进一步强化了优化设计的内容。毕业设计让我学到了好多好多课堂上学不到的东西,它增加了我实际动手操作的能力,并且使我学会了如何把现实中的应用和理论联系起来。真正理解“理论联系实践又用于实践”这句话的含义。

毕业设计是我们大学里所学的最重要的一门课程,是我们在大学里所学全部课程的一次综合检测,他不但使我们有依次复习自己所学的课程的机会,而且更重要的是它把我们所学的课程穿插起来,组成了一个整体,是我们对所学的课程有一个综合的整体的认识,加深了我们对所学专业的理解。

本次设计是利用ANSYS软件对承压齿盘进行优化设计研究,是大学四年的一次具有综合性质的设计。通过这次设计,自己重温了有关优化设计和机械原理等方面的知识,并且学习使用ANSYS10.0软件,对自己以后的工作学习帮助很大。

科学技术的飞速发展和计算机技术的广泛应用,使产品的生产制造技术越来越先进。自九十年代以来,各种新技术、新方法层出不穷,而数字化制造技术就是其中最有发展前途的先进制造技术之一。

基于ANSYS的结构优化设计在解决结构优化问题时是有效的、实用的,是结构优化设计实现方法的一个重要组成部分,尤其是在大型复杂结构的优化问题上是具有其他算法无法替代的优势。随着计算机技术的进步,这种方法的应用空间将会得到进一步的拓展。

这次设计不仅使我学会了如何使用工具书来解决课本上所不曾涉猎的内容 ,而且还培养了我的独立思考和团结协作的能力。总之,这次毕业设计给我上了人生中完美的一课,为我们踏入社会参加工作打下一个良好的基础。我会以积极的心态去迎接今后生活工作的一个个挑战。

由于所学知识有限,设计中难免存在错误和不足之处,希望各位领导、老师加以指导。

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参考文献

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附 录

基于ANSYS的承压齿盘结构优化设计命令流: /FILNAM, the gear pressure plate

/TITLE,Optimization of a gear pressure plate !进入PREP7 /PREP7

! 初始化设计变量参数 B=35 H=175 H1=35 !

!定义单元类型并建模 ET,1,SOLID92

MPTEMP,,,,,,,, MPTEMP,1,25 MPDE,EX,1 MPDE,PRXY,1 MPDATA,EX,1,,2.06e11 MPDATA,PRXY,1,,0.28 MPTEMP,,,,,,,, MPTEMP,1,0

MPDATA,DENS,1,,7850 FLST,2,2,8 FITEM,2,0,0,0 FITEM,2,775,0,0 CIRCLE,P51X

k,5,-50,775+B, k,6,50,775+B, k,7,50,750,

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