一种新型起重机吊臂的轻量化设计与研究

首先提出一种新型类椭圆吊臂,以有限元分析软件ANSYS Workbench协同仿真平台为工具,利用其DM(几何建模)、Mechanica(l结构有限元分析)及DX(优化设计)三大模块之间无缝接口,完成了吊臂的参数化建模、结构分析和轻量化设计。针对优化过程中设计变量非线性程度高的特点,利用DX模块,将基于神经网络的响应面法与MOGA(多目标遗传算法)相结合,对吊臂结构进行了优化,有效地降低了吊臂的重量。结果表明该方法合理可行,为今后包括大型起重机在内的相关工程机械设计提供了参考方法。     

基于ANSYS Workbench的梨形截面伸缩吊臂轻量化设计

梨形截面伸缩吊臂具有当前最先进的截面形式,探讨其轻量化设计方法具有重要意义。在通用有限元软件ANSYS Workbench中建立梨形截面伸缩吊臂的参数化模型,在Static Structural模块完成梨形截面伸缩吊臂强度、刚度分析,利用Linear Buckling模块对梨形截面伸缩吊臂整体稳定性进行探讨。在此基础上,将吊臂强度、刚度及整体稳定性作为约束条件,构建以自重最轻为目标的优化设计模型。借助GDO模块响应面技术实现梨形截面伸缩吊臂的优化。这种轻量化设计方法对今后大吨位铁路起重机的设计具有实际的指导与借鉴作用。     

海洋平台吊机吊臂参数化设计及优化

以某型号平台吊机的吊臂为研究对象,研究了海上作业时最不利工况下的力学分析。并基于APDL语言,以吊臂的主杆、腹杆、钢丝绳的截面参数为设计变量,以各个杆的应力不超过其材料的许用应力为约束条件,以整个吊臂的挂质量为目标函数,经过零阶优化,得到符合约束条件且质量较轻的截面参数,可为平台吊机的轻量化设计提供参考。     

基于神经网络和遗传算法的液压机上梁轻量化和刚度优化设计

提高刚度和轻量化是液压机设计中重点研究的内容。针对传统设计方法难以解决上梁刚度和轻量化之间的矛盾问题,提出了基于神经网络和遗传算法的液压机上梁轻量化和刚度优化设计方法。在液压机设计过程中,建立了上梁有限元分析的参数化模型。采用正交试验设计安排试验方案,获取试验数据。以试验数据为训练和检测样本,建立了设计参数与刚度和质量目标之间的非线性映射关系的神经网络模型。运用NSGA-Ⅱ遗传进化算法对神经网络模型进行优化,在指定参数区域内找出设计参数的Pareto最优解集。结果表明:该方法对于液压机上梁的多目标优化具有明显的效果。     

一种含异形结构的汽车合装吊具设计与优化

为解决汽车合装吊具采用传统型材导致的自质量大、美观性欠佳及折弯处应力集中等问题，设计了一种以非均匀有理式B样条曲线(Non-Uniform Rational B-Spline, NURBS)为轮廓的异形吊臂结构。对吊臂结构进行用材分析，通过传统型材结构与异型结构的对比，提出一种以异型基本单元为结构主体的定制化设计流程。通过有限元分析软件对吊臂及吊具整体结构进行静力学分析，验证了结构设计的可行性；根据变密度法原理对吊臂结构进行轻量化设计，采用Inspire软件的OptiStruct求解器对其进行拓扑优化，得到3种轻量化结构方案并进行优选。综合考虑可能出现的复杂工况，对连接结构进行二次拓扑优化设计，得到最终结构优化方案，为机械装备的轻量化设计提供参考。     

160t类椭圆起重机吊臂的拓扑优化研究

首次将拓扑优化应用于吊臂的整体设计,从一个新的方向来研究吊臂的轻量化设计。首先选取类椭圆截面作为吊臂截面形式,在前处理器Patram中建立三节吊臂的有限元模型,设置好各项参数后提交Nastran尽兴有限元分析,得出各截臂应力。而后返回Patran,设置拓扑优化所需参数,提交Nastran进行计算,得出各截臂材料分布,结合实际情况,给出一种合理的材料分布方案,并重新建立模型求解,对比两次静力学分析结果,从而证明该拓扑优化是可行的。     

基于权重法的空调支架优化设计

为研究机械结构的轻量化设计,提出零件结构优化的权重法,即几何模型的建立、有限元模型的分析、权重法概念构型、基于权重法的去除部分四部分构成。以空调支架为优化对象,分别以权重法和多目标优化设计为优化方法,对其进行轻量化研究。权重法对支架进行整体结构优化,对其传递效率差的材料进行去除。多目标优化为输出参数随输入参数而变化的响应,在目标驱动优化下得到优化的输入参数组合。对比两种优化方法的结果,基于权重法的空调支架优化结果比较合理。优化后空调支架的质量减少13.83%,最大应力基本无变化,在满足使用条件下,达到轻量化的目的。验证了权重法优化的合理性,为机械结构的轻量化提供有效方法。     

100t铁路起重机箱形伸缩吊臂结构的模糊优化设计

对100 t铁路救援起重机箱形伸缩吊臂进行模糊优化设计。考虑强度、刚度、稳定性和几何参数约束的模糊性,以吊臂自重最轻为目标,吊臂截面参数为设计变量,建立了非对称模糊优化模型,采用最优水平截集法求解。应用混合离散变量优化的MDOD优化子程序和遗传算法,分别编写相应的优化程序进行计算,在传统优化的基础上使吊臂自重降低了9%左右。     

基于响应面法的液压机械臂结构优化

为了减轻液压机械臂的自重，降低动力系统能耗，提高控制响应速度，文中采用基于响应面法的结构优化设计方法对某型机械臂进行轻量化设计研究。首先，选取机械臂板材厚度为待优化参数并使用拉丁超立方法进行试验设计抽样；其次，采用多项式拟合方法建立板材厚度和主臂最大米塞斯应力之间的响应面，代替有限元模型提高计算效率；最后，以主臂米塞斯应力为约束边界，以主臂轻量化为优化目标，采用蒙特卡洛法求解优化问题，得到最佳板材厚度。将优化后的参数输入到有限元模型中，验证优化结果的正确性。优化后，主臂总质量降低28%，达到了轻量化设计的目标。也为类似结构的优化设计，提供了良好工程案例。     

面向轻量化的重型卡车板簧压板优化设计

根据企业对板簧压板进行更换原材料QT500-10为ZG650-830的要求,为降低成本,需对其进行轻量化设计。采用Ansys Workbench建立了板簧压板的参数化有限元模型,以其内腔相关参数为设计变量,通过实验设计生成设计参数样本空间,经有限元求解得到样本点的响应面,同时通过对设计变量的灵敏度分析,确定结构参数优化方向。采用乘除法给出多目标优化的数学模型,利用Workbench进行尺寸优化设计,得到板簧压板的一次轻量化模型;然后对一次轻量化模型进一步进行拓扑优化,得到其最终轻量化模型。研究表明,轻量化后的板簧压板满足强度与刚度要求,结构安全性能提高,与原结构相比减重比达26.78%。     

纳米科技与仪器仪表

本文介绍了纳米科技的基本概念,针对纳米材料独特的结构和优异的性能,联系现代仪器仪表的实际情况,阐述了纳米科技在现代仪器仪表领域的应用和前景,目的在于探索高新科技如何与生产实际相结合,与广大同行共同推动仪器仪表产业的发展。     

CVD和PVD及其在工、模具上的应用

介绍了CVD和PVD的发展历史、性能特点及其在工、模具上的应用。用CVD和PVD技术可以在钢和硬质合金表面沉积高硬度的陶瓷薄膜，改善工、模具的耐磨性和耐烧蚀性，从而大大提高工、模具的使用寿命。     

石油化工装备与石油化工工业(上篇)

石化工业生产用装备一般分为专用设备和通用设备。石化专用设备包括工业炉、反应设备，换热设备，塔器，储运设备和专用机械等；石化通用设备包括气体压缩机．泵、阀门等。由于石化工业生产一般是高压、高温、低温、易燃、易爆、腐蚀、有毒和连续化生产条件下，因此要求石化装备性能优良、质量可靠，经济安全，符合环保，能够满足石化安全，稳定、长周期、满负荷生产的需要。     

MEMS研究的新进展——微型系统及其发展应用的研究

简要叙述了微电子机械系统(MEMS)研究中的多单元综合体--微型系统,包括它的种类、结构、工作原理及相关的特性。对其应用前景作了讨论,并提出了一些超前的设想     

石油化工装备与石油化工工业(下篇)

石化装备技术发展趋势 国际上石化专用设备技术发展趋势，基本是根据石化工艺技术发展的要求，对各种石化专用设备进行了反应动力学、流体力学、传质和传热机理、分离和干燥原理研究和设计计算研究。其中反应设备实现大型化、结构简单化、操作自动化、研究方法趋向综合化方向发展；换热设备的性能对石化产品质量、能量利用率以及系统的经济性和可靠性起着重要的作用，     

用辉光放电质谱法和火花源质谱法分析表征金属和半导体

辉光放电质谱（ＧＤＭＳ）和火花源质谱（ＳＳＭＳ）是进行高纯固体材料直接和全面分析的两种主要的分析技术，ＧＤＭＳ和ＳＳＭＳ各有所长，有互补性。适当运用这两种技术，综合其优势，可望在固体样品分析表征的许多应用中获得更全面的信息和更可靠的分析结果。本文介绍了ＧＤＭＳ在贵金属分析领域中的两个应用，讨论了高纯镓分离中的表面富集问题，介绍了用ＳＳＭＳ研究杂质元素分布均匀性和相关性的方法。     

Education and training of engineers and scientists in measurement and instrumentation

The paper reviews problems of education and training in measurement and instrumentation, and the work of IMEKO in this field. Among the principal topics discussed is the nature, scope and organisation of measurement and instrumentation science.     

企业经营管理与变革

阐述了我国企业管理变革的目的和存在的问题，并分析了发达国家企业管理进程所经历三个阶段的特征和表现，着重提出我国企业应不失时机地结合企业实际，按步骤认真地进行管理变革，才能确保企业持续稳定的发展。     

自动化立体仓库的若干设计和控制问题及其研究进展

总结了近年来在自动化立体仓库设计和控制方面的最新研究成果。重点讨论了自动化立体仓库设计过程中的硬件参数确定、存放规则、堆垛机待命位以及存放序列规划,并指出自动化立体仓库在设计和控制方面的研究方向。