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基于多目标拓扑优化技术的齿轮结构优化设计

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【作者】 戴护民

【Author】 DAI Hu-min;School of Advanced Manufacturing Technology,Guangdong Mechanical & Electrical Polytechnic;

【机构】 广东机电职业技术学院先进制造技术学院

【摘要】 为加强齿轮刚度和对外界激励的抑制能力,减少齿轮制造的材料使用率,引入多目标拓扑优化理论并运用OptiStruct对齿轮最佳结构进行设计。首先,依据齿轮的实际工作状况,基于HyperMesh分别以刚度和一阶固有频率为优化目标,以优化前后体积比为约束条件构建齿轮的SIMP优化模型并运用OptiStruct进行求解。然后,采用折衷规划法定义多目标函数,基于层次分析法计算决策矩阵并确定多目标函数的权重因子。最后,运用OptiStruct求解出齿轮结构的最佳材料分布。优化结果表明,优化后的齿轮不仅提高了力学性能和抑制振动能力,还降低了齿轮材料的使用率,实现齿轮结构的轻量化设计。

【基金】 广东省高职教育品牌专业建设项目(560113)
【所属期刊栏目】 先进制造技术 (2020年05期)
  • 【DOI】10.19356/j.cnki.1001-3997.2020.05.027
  • 【分类号】TH132.41
  • 【下载频次】41
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