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【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于電機泵零部件優化領域,具體涉及一種基于ansys的二維柱塞式電機泵多轉子結構輕量化優化方法。
技術介紹
1、二維柱塞式電機泵是將二維柱塞泵與電機進行一體化設計。電機轉子帶動柱塞軸旋轉,通過空間凸輪將柱塞軸的旋轉運動變為有一定規律的旋轉加平移運動,從而實現二維柱塞電機泵的吸油和排油。電機轉子、連接器、柱塞軸等構成了二維柱塞式電機泵的多轉子結構。
2、ansys軟件是大型通用有限元分析(fea)軟件,是世界范圍內增長最快的計算機輔助工程(cae)軟件,能與多數計算機輔助設計。根據不同的應用場景,通過不同的仿真設計方法,基于ansys的輔助,能夠獲得較優的結構。
3、現有的二維柱塞式電機泵多轉子結構體積較大,質量較重。
技術實現思路
1、為了克服已有技術的不足,本專利技術提供了一種基于ansys的二維柱塞式電機泵多轉子結構優化方法,多轉子結構的體積減小,進而質量減少,剛度和強度仍能達到要求的同時一階固有頻率有所提高。
2、本專利技術解決其技術問題所采用的技術方案是:
3、一種基于ansys的二維柱塞式電機泵多轉子結構優化方法,包括以下步驟;
4、1)使用三維建模軟件建立轉子結構的參數化結構模型,搭建三維建模軟件和workbench數據互通的仿真環境,將三維模型導入到workbench工作環境下;
5、2)在workbench工作環境中建立二維柱塞式電機泵多轉子結構的穩態結構模型,在設定工況下對多轉子結構
6、3)根據多轉子結構的實際工作情況,對多轉子結構模型施加約束,進行約束模態分析;
7、4)根據多轉子結構的實際設計需求,設置二維柱塞式電機泵多轉子的關鍵設計尺寸作為設計變量定義,并根據2)、3)步驟中仿真結果作為約束條件,建立優化模型對關鍵設計尺寸進行優化;
8、5)選擇優化方法,設置優化參數,調用參數化結構模型和優化方法對多轉子結構進行優化,計算得到在約束條件限制內關鍵尺寸δ1,δ2,d的取值,即目標解;
9、6)將目標解數據進行圓整以滿足實際生產需要,將數據代入參數化結構模型和穩態結構分析模型,重新生成結構模型,計算得到最大應力值、最大變形值以及一階固有頻率值;
10、7)將新模型輸出得到最大應力值、最大變形值以及一階固有頻率值,若數值與約束條件不符,則調整優化參數,重復步驟5)和6),直至滿足要求,得到優化方案。
11、本專利技術的有益效果主要表現在:基于多目標遺傳算法對二維柱塞式電機泵多轉子結構初始設計尺寸作進一步的優化設計。采用該方法優化之后,多轉子結構的體積減小,進而質量減少,剛度和強度仍能達到要求的同時一階固有頻率有所提高,該輕量化設計流程和方法可供其他電機泵設備的輕量化設計參考。
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1.一種基于Ansys的二維柱塞式電機泵多轉子結構優化方法,其特征在于,所述方法包括以下步驟;
2.如權利要求1所述的基于Ansys的二維柱塞式電機泵多轉子結構優化方法,其特征在于,所述步驟2)中,將裝配完成的模型保存為通用格式的模型文件類型,并將模型文件導入AnsysWorkbench軟件,對二維柱塞電機泵多轉子結構模型賦予材料屬性;后使用AnsysWorkbench軟件自帶的網格模塊對多轉子結構模型進行網格劃分,網格類型為四面體網格,基本尺寸為2mm,對模型關鍵表面進行局部加密;
3.如權利要求1或2所述的基于Ansys的二維柱塞式電機泵多轉子結構優化方法,其特征在于,所述步驟3)中,在Workbench模態分析系統中定義多轉子結構的材料屬性、單元格大小和網格劃分方式;元結構模型A處與B處位置的Displacement來模擬軸承支撐的約束條件,由于此次模擬仿真為模態分析,求解得到多轉子結構的前六階振型云圖;
4.如權利要求1或2所述的基于Ansys的二維柱塞式電機泵多轉子結構優化方法,其特征在于,所述步驟4)中,以轉子結構的最大變形和最大應
5.如權利要求1或2所述的基于Ansys的二維柱塞式電機泵多轉子結構優化方法,其特征在于,所述步驟5)中,根據建立的多轉子結構尺寸優化模型,運用AnsysWorkbench軟件的DesignExplorler優化設計模塊對二維柱塞電機泵多轉子結構進行基于MOGA的尺寸優化;
6.如權利要求1或2所述的基于Ansys的二維柱塞式電機泵多轉子結構優化方法,其特征在于,所述步驟7)中,將3組輸出參數值與目標值對比,如果某一組輸出參數值誤差最小且滿足±5%的精度要求,則為目標解;若3組誤差均不滿足精度要求,則調整優化參數,重復步驟5)和6),直至精度滿足要求。
...【技術特征摘要】
1.一種基于ansys的二維柱塞式電機泵多轉子結構優化方法,其特征在于,所述方法包括以下步驟;
2.如權利要求1所述的基于ansys的二維柱塞式電機泵多轉子結構優化方法,其特征在于,所述步驟2)中,將裝配完成的模型保存為通用格式的模型文件類型,并將模型文件導入ansysworkbench軟件,對二維柱塞電機泵多轉子結構模型賦予材料屬性;后使用ansysworkbench軟件自帶的網格模塊對多轉子結構模型進行網格劃分,網格類型為四面體網格,基本尺寸為2mm,對模型關鍵表面進行局部加密;
3.如權利要求1或2所述的基于ansys的二維柱塞式電機泵多轉子結構優化方法,其特征在于,所述步驟3)中,在workbench模態分析系統中定義多轉子結構的材料屬性、單元格大小和網格劃分方式;元結構模型a處與b處位置的displacement來模擬軸承支撐的約束條件,由于此次模擬仿真為模態分析,求解得到多轉子結構的前六階振型云圖;
4.如權利要求1...
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