第42卷第8期 Vol. 42No. 8
假压技木
FORGING & STAMPING TECHNOLOGY
基于OptiStruct的闭式压力机组合机身的拓扑优化
于涛，刘秀杰，孔令赞，范欣，燕玉虎，郭涛
（山东科技大学机械电子工程学院，山东青岛266590）
2017年8月 Aug-2017
摘要：通过拓扑优化寻找机身材料的合理布置，以闭式压力机组合机身为研究对象，利用SolidWorks建立机身的三维模型，然后导人到HyperMesh中，建立有限元分析模型。采用变密度法，以静力学分析为基础，定义材料的密度为设计变量，设置不同的约束条件和目标函数，通过OptiStruct求解器对机身进行拓扑优化。通过对比两种方案的优化结果，改进机身的结构，并对优化后的模型进行静力学和模态分析，验证了优化后的压力机机身符合实际使用要求。优化后压力机机身重量减少 7.6%，实现了机身的轻量化，节约了成本，提高了企业的竞争力。
关键词：压力机：组合机身；OptiStruct；变密度法：拓扑优化 DOI: 10. 13330/j. issn. 1000-3940. 2017. 08. 017
中图分类号：TG315.5
文献标识码：A
文章编号：1000-3940（2017）08-0083-05
Topology optimization oncombined frameof straightside
press based on OptiStruct
Yu Tao, Liu Xiujie, Kong Lingzan, Fan Xin, Yan Yuhu, Guo Tao
( College of Mechanical and Electronie Engineering, Shandong University of Science and Technology, Qingdao 266590, China)
Abstract: A reasonable layout of the fuselage material was found by the topology optimization. Then, for the combined frame of straight side press , its threedimensional model was established by SolidWorks , and the finite element analysis model was built by HyperMesh. Based on the variable density method and the static analysis, the density of material was defined as the design variable, the topology opti-mization of fuselage was carried out by OptiStruct solver under different setting constraints and objective functions, Comparing with the op-timization results of two schemes, the structure of fuselage was improved, and the optimized model was analyzed by static and modal analy-sis. Finally, it is verified that the optimized press boly meets the requirements of actual use. The weight of press frame decreases by
7. 6% to achieve the lightweight boxly, save eosts and improve the competitiveness of enterprises after optimizing Key words : press; combined frame; OptiStruct; variable density method; topology optimization
随着机械制造业的飞速发展，锻压设备使用越收稿日期：20170510；修订日期：20170622
基金项目：中国煤荧工业协会科技指导性计划项目（MIKJ2012-344）
作者简介：于涛（1972-），男，博士，副教投 E-mail: yutacsang@ 163. com
通讯作者：刘秀杰（1989-），女，硕士研究生 E-mail: Ixjhktk@ 126. com
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万方数据
来越广泛，其中压力机是金属成形加工领域中使用最多的设备。在闭式压力机中，机身不仅结构复杂，而且使用的材料多，制造成本高，该部件的质量对于整个压力机的工作性能起着重要影响"。为了最大限度地发挥机身各处材料的性能，许多学者利用有限元技术对机身进行了大量研究。刘运玺在对高速压力机机身进行灵敏度分析的基础上选取设计变
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