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文檔簡介
1、隨著廢舊轎車數(shù)量的增加，處理廢舊轎車成為亟待解決的問題。廢舊轎車的破碎主要使用撕碎機，而現(xiàn)有撕碎機大都存在笨重，撕碎效率低，能耗大以及容易出現(xiàn)疲勞損傷等問題。刀盤作為撕碎機的關(guān)鍵部件，其結(jié)構(gòu)直接決定了撕碎機的撕碎效率、能耗和壽命，對刀盤進行輕量化設(shè)計非常必要。
本論文以撕碎機刀盤為研究對象，研究大型復(fù)雜件的拓撲優(yōu)化方法，并進行撕碎機刀盤輕量化設(shè)計。輕量化設(shè)計主要依靠拓撲優(yōu)化算法，目前常用的拓撲優(yōu)化算法有基于變密度理論的固體各向
2、同性微結(jié)構(gòu)材料懲罰模型法(Solid Isotropic Microstructur es with Penalization，SIMP)以及雙向漸進法(Bi-Directional Evolutionary Structural Optimization，BESO)等。其中SIMP方法程序?qū)崿F(xiàn)簡單，計算效率高，但是這種方法的拓撲優(yōu)化結(jié)果不能為之后的設(shè)計提供剛度最大的拓撲構(gòu)型。BESO方法能夠得到剛度最大的拓撲構(gòu)型，但是對于復(fù)雜結(jié)構(gòu)，這
3、種方法計算效率低，且拓撲優(yōu)化結(jié)果依賴于網(wǎng)格質(zhì)量。單獨使用這兩種算法均無法高效地獲得刀盤的拓撲構(gòu)型。本論文利用SIMP算法找出體積百分數(shù)與柔度之間的數(shù)學(xué)關(guān)系，得出體積百分數(shù)的約束方程，并將其應(yīng)用于BESO優(yōu)化算法中，從而提高了優(yōu)化效率和優(yōu)化質(zhì)量。
本論文對轎車雙軸撕碎機進行了機械設(shè)計，利用ABAQUS軟件對撕碎機撕碎過程進行動態(tài)仿真，并利用仿真結(jié)果對刀盤加載，利用改善后拓撲優(yōu)化算法對撕碎機刀盤進行拓撲優(yōu)化，根據(jù)拓撲優(yōu)化重新設(shè)計出
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