基于响应面法的挖掘机三油缸结构动臂轻量化设计

• 作者: 万宇阳 刘强 秦娟 赵宏强
• 来源期刊: 现代制造工程
• 学科: 工学
• 关键词: 三油缸结构动臂 试验设计 集成优化 响应面模型 轻量化
• 年，卷（期）: 2019,（11）
• 所属期刊栏目: 设备设计/诊断维修/再制造
• 页码范围: 142-148
• 页数: 7页
• 分类号: TD422.2|TH122
• 字数: 3774字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16731/j.cnki.1671-3133.2019.11.024

摘要

考虑到三油缸结构动臂的结构特殊性,以及传统经验方法在结构设计上的保守性因素,提出了基于响应面法的变厚度轻量化设计方法,并搭建了基于多学科优化软件Isight、有限元软件Nastran以及利用Python语言二次开发的集成优化环境.基于板壳理论与测试数据建立了三油缸结构动臂危险工况的有限元参数化模型,并以其主要板厚尺寸为初始设计变量,以结构强度、刚度及重量为模型响应,结合最优拉丁超立方设计法对初始变量进行了灵敏度分析,使用筛选后的设计变量拟合响应面模型(RSM);以结构强度和刚度为约束条件,动臂质量最小为目标函数,采用多岛遗传算法对响应面模型进行优化.结果表明,在保证结构性能的前提下,该方法轻量化设计后的动臂减重14.7％,优化效率较有限元模型提高84％左右,优化效果显著且大幅度缩短了设计周期.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	刘强	中南大学机电工程学院	153	817	16.0	20.0
3	赵宏强	中南大学机电工程学院	81	455	12.0	17.0
5	秦娟	中南大学轻合金研究院	4	1	1.0	1.0
10	万宇阳	中南大学机电工程学院	1	0	0.0	0.0