基于双向渐进结构优化法的油茶籽脱壳机辊筒的拓扑优化设计

论文摘要

辊筒是油茶籽脱壳机中的关键部件,辊筒的设计水平对脱壳机脱壳的质量与产量起到关键作用。对于目前存在的辊筒质量偏重、转动惯量过大的设计问题,应用双向渐进结构优化法(BESO)设计辊筒的新结构。对油茶籽脱壳机的辊筒建立了结构拓扑优化的数学模型,使用Abaqus进行了仿真实验,编写Python优化程序对模型进行了结构优化。根据优化结果结合仿真实验设计出了新辊筒。在同样载荷约束下,通过对比优化前后两种辊筒的应力与位移,新辊筒的应力分布更加均匀,新辊筒在强度、刚度允许的前提下,其体积、质量比原辊筒减少了37. 2%,降低了辊筒的材料成本;转动惯量减小31. 8%,使其启动和制动时间更短,同时可以选择功率更小的电机,有效减少了整机耗电量。该方法为后续辊筒的设计提供了新的思路。

论文目录

• 1 辊筒的结构与脱壳工艺条件
• 2 辊筒有限元分析
•   2.1 几何模型建立、材料附加与网格划分
•   2.2 载荷与约束设置
• 3 双向渐进结构优化法优化过程与结果
•   3.1 数学模型的建立
•   3.2 BESO的参数与收敛条件
•   3.3 优化结果
• 4 新辊筒的设计与仿真实验对比
•   4.1 新辊筒的设计
•   4.2 新原辊筒的强度校核与对比
•     4.2.1 强度校核
•     4.2.2 新原辊筒的对比
• 5 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 李明真,薛强,李洋

关键词: 双向渐进结构优化法,油茶籽脱壳机,有限元模型

来源: 中国油脂 2019年02期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 一般化学工业,轻工业手工业

单位: 天津科技大学机械工程学院天津市轻工与食品工程机械装备集成设计与在线监控重点实验室

分类号: TS223

页码: 147-152+160

总页数: 7

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