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中国标准连续出版物号 ISSN 1001-4551 CN 33-1088/TH
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基于SIMP理论的衡器载荷测量仪悬臂梁拓扑优化研究*

作者:陈垂福1,蓝双1,杨晓翔1*,梁伟1,2,韦铁平3,姚进辉2 日期:2016-05-31/span> 浏览:1355 查看PDF文档

 基于SIMP理论的衡器载荷测量仪悬臂梁拓扑优化研究*

陈垂福1,蓝双1,杨晓翔1*,梁伟1,2,韦铁平3,姚进辉2

(1.福州大学 机械工程及自动化学院,福建 福州 350000;2.福建省计量科学研究院,福建 福州 350000;
3.福建工程学院,福建 福州 350000)
 
 摘要:针对高精度衡器载荷测量仪反力机构的悬臂梁质量较大的问题,对高精度衡器载荷测量仪的工作原理、悬臂梁加工工艺和拓扑优化方法进行了研究。利用ANSYS对优化前的反力机构进行了静力学分析,基于固体各向同性材料(SIMP)理论对悬臂梁进行了拓扑优化设计,建立了悬臂梁拓扑优化数学模型,运用优化准则法更新了设计变量,求解了位移约束下悬臂梁体积最小的拓扑结构;利用Tosca Structure对建立的数学模型进行了求解,得到了满足设计要求的悬臂梁结构,最后对优化后的悬臂梁进行了静力学分析,并与优化前的分析结果进行了对比。研究结果表明,优化后悬臂梁减重19.8%,悬臂梁结构满足强度要求;且悬臂梁竖直方向最大位移量为4.796 91 mm,可以保证高精度衡器载荷测量仪检定的准确度,由此验证了新悬臂梁结构的可行性。
关键词:拓扑优化;位移约束;悬臂梁;SIMP
 中图分类号:TH122;TH82    文献标志码:A       文章编号:1001-4551(2016)04-0383-05
 
本文引用格式:
陈垂福,蓝双,杨晓翔,等.基于SIMP理论的衡器载荷测量仪悬臂梁拓扑优化研究[J].机电工程,2016,33(4):383-387.
CHEN Chui\|fu, LAN Shuang, YANG Xiao\|xiang, et al. Topology optimization of weighing instrument load cantilever beam based on SIMP theory[J].Journal of Mechanical & Electrical Engineering, 2016,33(4):383-387.
《机电工程》杂志:http://www.meem.com.cn
 

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