垂直力加载下微变形梁的结构设计与优化

摘要：

为垂直加载力设计大跨度小变形的承载横梁.横梁设计跨度为3 422 mm,在工作平面终点处施加最大的垂直加载力10 kN,横向位移为1 100mm,此时要求横梁变形量小于50 μm.以16 mm钢板为主要材料,仿照工字钢的强抗压性,以及等强度梁的抗变形能力,借助Ansys Workbench软件,设计符合工况的非标的重量轻的小变形横梁,使其达到设计变形量和许用应力.以横梁的总变形和等效应力最小为目标函数,以仿工字钢和仿等强度梁的关键结构尺寸P3,P4,P5,P6为设计变量,对横梁进行结构优化,并分析横梁的最大变形为40 μm.通过对非标横梁进行垂直加载力的实验分析可知,加载力10 kN时系统最大变形为38 μm,两者相对误差为5％.结果表明,优化设计后的横梁能够满足工况设计要求.

关键词：微变形梁、垂直加载、响应面、结构优化

所属期刊栏目：38

分类号：TH115

资助基金：The project supported by the National Natural Science FoundationNo.51265033,and the Inner Mongolia Natural Science FoundationNo.2012MS0702.国家自然科学基金51265033,内蒙古自然科学基金2012MS0702资助.

在线出版日期：2016-11-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：1108-1112