| 基于SIMP理论的衡器载荷测量仪悬臂梁拓扑优化研究 |
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| 引用本文： | 陈垂福,蓝双,杨晓翔,梁伟,韦铁平,姚进辉.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(4):383-387. |
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| 作者姓名： | 陈垂福 蓝双 杨晓翔 梁伟 韦铁平 姚进辉 |
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| 作者单位： | 1. 福州大学机械工程及自动化学院,福建福州,350000;2. 福州大学机械工程及自动化学院,福建福州350000;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;4. 福建省计量科学研究院,福建福州,350000 |
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| 基金项目： | 国家重大科学仪器设备开发专项(2011YQ090009) |
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| 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。
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| 关 键 词： | 拓扑优化 位移约束 悬臂梁 SIMP |
Topology optimization of weighing instrument load cantilever beam based on SIMP theory |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | topology optimization displacement constraints cantilever SIMP |
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