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摘要:機(jī)械結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì),目的是提出最佳的方案,滿足機(jī)械結(jié)構(gòu)更新?lián)Q代的需求。機(jī)械行業(yè)的快速發(fā)展,促使機(jī)械結(jié)構(gòu)面臨著市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng),需通過(guò)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的方式,才能保障機(jī)械結(jié)構(gòu)的性能和穩(wěn)定性,所以本文重點(diǎn)分析如何優(yōu)化機(jī)械結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)。
關(guān)鍵詞:機(jī)械;結(jié)構(gòu);動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)
0引言
機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)優(yōu)化,是機(jī)械領(lǐng)域市場(chǎng)發(fā)展的結(jié)果,打破傳統(tǒng)設(shè)計(jì)方式的限制,提高動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的綜合能力。目前,隨著機(jī)械行業(yè)的進(jìn)步,如何優(yōu)化機(jī)械結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì),成為主要的問(wèn)題,應(yīng)該根據(jù)機(jī)械結(jié)構(gòu)的需求,優(yōu)化動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的過(guò)程,確保其具備充足的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,體現(xiàn)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的優(yōu)勢(shì),最主要的是符合機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)要求。
1機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)分析
機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)是指根據(jù)機(jī)械產(chǎn)品的特性,構(gòu)建動(dòng)力選模型,應(yīng)用到機(jī)床設(shè)計(jì)的流程內(nèi)。動(dòng)態(tài)化的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),能夠找出機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的薄弱項(xiàng)目,根據(jù)模型的模擬狀態(tài),提出相關(guān)的改進(jìn)措施。機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)中需要選擇有效的變量信息,完善初始參數(shù)和修改后參數(shù)的使用,促使結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)達(dá)到優(yōu)化的狀態(tài),強(qiáng)化機(jī)械產(chǎn)品的實(shí)踐設(shè)計(jì)[1]。機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方法,符合現(xiàn)代機(jī)械產(chǎn)品精細(xì)化的設(shè)計(jì)要求,提供穩(wěn)定的設(shè)計(jì)模型,為機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供穩(wěn)定的模型和設(shè)計(jì)方法,規(guī)范機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)。
2機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)中的技術(shù)
機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)中的技術(shù),主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面,分別是有限元建模技術(shù)和ANSYS軟件技術(shù),對(duì)其做如下分析:
2.1有限元建模技術(shù)
機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)是一項(xiàng)復(fù)雜、繁瑣的工作,將有限元做為設(shè)計(jì)建模的理論基礎(chǔ),積極分析機(jī)械結(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)。有限元建模技術(shù),促使機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu),趨向于真實(shí)的求解區(qū)域,可以將機(jī)械動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的不同單元體,組合到同一個(gè)求解區(qū)域內(nèi),規(guī)劃出機(jī)械產(chǎn)品所需的設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),有限元建模技術(shù)根據(jù)幾類設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu),模擬可能使用的幾何形狀,體現(xiàn)數(shù)值分析方法的優(yōu)勢(shì)。有限元建模技術(shù)在機(jī)械動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)中,需要注重單元函數(shù)的求解過(guò)程,得出未知函數(shù)的準(zhǔn)確表達(dá)。
2.2ANSYS軟件技術(shù)
ANSYS軟件降低了機(jī)械動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)中的計(jì)算難度,提供可靠的操作和計(jì)算。ANSYS軟件,能夠根據(jù)機(jī)械產(chǎn)品動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的需求,規(guī)劃出問(wèn)題的范疇,在此基礎(chǔ)上輔助構(gòu)建有限元,優(yōu)化機(jī)械產(chǎn)品動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的步驟[2]。ANSYS軟件技術(shù)中,可以根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)的優(yōu)化需求,引入CAD軟件,完善計(jì)算數(shù)據(jù)的使用。ANSYS軟件技術(shù),廣泛應(yīng)用在交通、家電等行業(yè)的機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中,清晰的反饋設(shè)計(jì)結(jié)果,表達(dá)機(jī)械產(chǎn)品的非線性動(dòng)態(tài)變化,有利于提升動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性,消除潛在的設(shè)計(jì)誤差。
3機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的優(yōu)化措施
結(jié)合機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的技術(shù)應(yīng)用,分析優(yōu)化措施,確保優(yōu)化措施在機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)中的落實(shí)效果。首先機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的類型多樣,涉及到復(fù)雜的工藝技術(shù),直接增加了動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的壓力,需要在機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)修改等方面,實(shí)行相關(guān)的優(yōu)化處理,提高動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的靈敏度。例如:機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的優(yōu)化措施中,以特征向量為分析因素,全面完善與機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)相關(guān)的數(shù)據(jù)計(jì)算,明確機(jī)械動(dòng)態(tài)優(yōu)化設(shè)計(jì)中潛在的影響因素,假如機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)中的變量較小時(shí),可以按照原有的理論基礎(chǔ),更改設(shè)計(jì)方法,充分模擬機(jī)械動(dòng)態(tài)的設(shè)計(jì)特征,此類優(yōu)化設(shè)計(jì)方法比較注重局部近似分析,其在變量較小的環(huán)境中比較實(shí)用,但是變量較大時(shí),需要引入人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)設(shè)計(jì)方式,特別是在機(jī)械動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)振動(dòng)分析內(nèi),為優(yōu)化設(shè)計(jì)提供穩(wěn)定的基礎(chǔ)。然后針對(duì)機(jī)械動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)中的逆向問(wèn)題,提出優(yōu)化的措施,專門用于解決逆向型問(wèn)題。機(jī)械動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的過(guò)程中,逆向問(wèn)題是指設(shè)計(jì)過(guò)程中可以滿足動(dòng)態(tài)特征的需求,但結(jié)構(gòu)機(jī)械的結(jié)構(gòu)參數(shù)與剛度矩陣,無(wú)法實(shí)現(xiàn)有效的融合,因此,設(shè)計(jì)人員將系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的設(shè)計(jì)參數(shù),轉(zhuǎn)為逆特征值,推理得出設(shè)計(jì)的對(duì)象信息,較為常見(jiàn)的是有限元逆特征值的求解,通過(guò)研究機(jī)械結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)參數(shù),利用線性求解方法,求出機(jī)械結(jié)構(gòu)的尺寸數(shù)值。目前,在逆向問(wèn)題的優(yōu)化中,設(shè)計(jì)人員匯總機(jī)械動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的問(wèn)題,將模糊理論等內(nèi)容,引入到優(yōu)化設(shè)計(jì)中,實(shí)際案例證實(shí)動(dòng)態(tài)優(yōu)化的可行性,進(jìn)而完善構(gòu)建有限元模型,輔助解決機(jī)械動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)中的逆向問(wèn)題,提高機(jī)械動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。最后在優(yōu)化機(jī)械動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的過(guò)程中,強(qiáng)化計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的應(yīng)用,深入落實(shí)仿真技術(shù)的使用,同時(shí)配合信息化建模,體現(xiàn)機(jī)械動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)中智能化、自動(dòng)化的特性[3]。例如:設(shè)計(jì)人員在機(jī)械動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的有限元分析中,引入多項(xiàng)學(xué)科知識(shí),如虛擬技術(shù)、機(jī)械動(dòng)力技術(shù)等,提升機(jī)械動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的綜合性,映射計(jì)算機(jī)環(huán)境中的機(jī)械動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)方式,而且計(jì)算機(jī)信息技術(shù),能夠根據(jù)機(jī)械動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的需求,提供虛擬的環(huán)境狀態(tài),促進(jìn)虛擬機(jī)械設(shè)備的開(kāi)發(fā)發(fā)展,即使機(jī)械動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)誤差,也能在虛擬環(huán)境中迅速更改,減輕設(shè)計(jì)中的計(jì)算量,一方面確保機(jī)械動(dòng)態(tài)化設(shè)計(jì)的水平,另一方面提升真實(shí)機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)的精確度。
4結(jié)束語(yǔ)
機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的優(yōu)化過(guò)程中,融入了諸多科學(xué)領(lǐng)域的內(nèi)容,如:電子、動(dòng)力等,為優(yōu)化設(shè)計(jì)提供有效的支持。根據(jù)機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)和技術(shù)應(yīng)用,全面落實(shí)優(yōu)化措施的應(yīng)用,改善機(jī)械結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的方式,促使其可跟上行業(yè)的發(fā)展速度,體現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)的價(jià)值和作用。
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作者:陳志霞 單位:包頭鋼鐵職業(yè)技術(shù)學(xué)院