高速经编机墙板结构分析与参数化设计文献综述

 2022-11-25 16:23:18

文献综述

1.引言

经编机是用一组或几组平行排列的纱线,于经向喂入机器的所有工作针上,同时成圈而形成针织物的机器。经编机中墙板是负责支撑经编机的部件,其工作稳定性关系到经编机运行时是否平稳。作用在墙板上的外载荷众多,如梁架在上端面的固定载荷 和轴孔中轴承载荷,工况较为复杂。随着高速经编机速度越来越高,对墙板结构设计提出了越来越高的要求,其受力特性及振动特性严重影响机器的使用寿命和加工精度[1]

2.国内外研究现状

2.1CAD/CAE设计

目前,CAD /CAE技术在零件设计过程中起到关键作用,并日益普及。在优化方面,有限元结构分析方法成为众多分析方法的首选;在结构设计方面,当今先进的CAD 软件可实现三维实体设计、捕捉设计,意图快速得到产品几何模型;在机械性能上,有两个基本要求,即强度和刚度,传统方法是用设计规则保证性能要求,缺乏对设计结果合理性的验证,而现代设计方法中的CAE 软件提供了强大的分析功能,对模型进行有限元分析即可得到任意结点的应力应变情况,从而为优化结构布局提供了可靠的依剧[2-4]

在国外,P.Thejasreea,G.Dileep Kumarb,S.Leela Prasanna Lakshmic在四冲程循环发动机单缸曲柄行程的基础上,把从CATIA V5软件构建的曲轴系统3D模型在ADAMS / VIEW中进行分析,以评估其作用在曲轴上的运动和载荷。把从HYPERMESH获得的该曲轴的有限元模型输出到ANSYS进行静态分析,通过该分析可以确定曲柄销上的变形和应力分布。进而在曲柄所受应力不太大的情况下使其重量减少1.6kg,相对减轻12.8%[5]。类似地V.C.Shahane采用PROE建模,使用ANSYS软件在静态和动态条件下进行有限元分析,同样使曲轴重量减轻了4.37%[6]。Shubham Upreti使用有限元软件ANSYS发现固有频率随着面板厚度的增加而增加并收敛。预测了变形以及等效的冯·米塞斯应力,并发现其会随着面板厚度的增加而减小[7]

在国内,韩妮丹,赵阳,董现春和杨建炜使用加加强件、增厚板厚、增加角钢的结构优化方式对车架梁架 SolidWorks 模型进行修改,使用仿真软件ANSYS进行梁架承载模拟计算出以上结构优化方式 可以在不过多增加重量的情况下,不同程度补齐弯颈处最大变形值。并总结改研究方法可以对类似圆桶类容器的夹取装置研究具有一定的指导作用[8]。杨硕,钱怡和金惠昌基于双吊点结构模型分别建立三吊点和四吊点结构有限元模型,其中四吊点结构平台运用ANSYS Workbench 自身建模功能模块建立简易模型,并且对此模型进行优化设计,寻求内部吊点最优位置来指导真实结构模型建立。得出结论为,若结构上无特殊要求,在同样的条件下三吊点结构高处作业平台具有较好的稳定性、安全性和经济性。此种方法大大减轻了真实模型直接寻找吊点位置最优解过程的工作量[9]

由此可见,借助有限元仿真等计算机辅助分析软件,不但可提高设计效率、减少工作量,而且可以提高材料利用率,降低能耗,改善结构设计的不合理性,已经成为当下及未来进行结构分析和优化设计的必然趋势。

2.2轻量化设计

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