Тип работы:
Предмет:
Язык работы:


Применение топологической оптимизации для уменьшения массы зубчатого колеса

Работа №27382

Тип работы

Бакалаврская работа

Предмет

информатика

Объем работы38
Год сдачи2018
Стоимость4900 руб.
ПУБЛИКУЕТСЯ ВПЕРВЫЕ
Просмотрено
427
Не подходит работа?

Узнай цену на написание


Введение 3
1 Информационный обзор 4
1.1 Обзор топологической оптимизации 4
1.2 Объект, подвергаемый топологической оптимизации 5
1.3 Методы уменьшения массогабаритных характеристик зубчатой передачи 8
1.3.1 Материал и последующая обработка. 8
1.3.2 Способы облегчения колеса 9
2 Механизм работы топологической оптимизации 14
2.1 Подбор оптимального размера конечного элемента 21
3 Проведение топологической оптимизации для получения формы зубчатого
колеса с учетом нагружений 23
3.1 Целевая функция 23
3.2 Количество приложенных нагрузок 25
3.3 Проверка геометрии модели. 26
3.4 Сравнительный анализ исходного и оптимизированной доработанной конструкций колеса 33
Заключение 35
Список сокращений 36
Список использованных источников

Появление аддитивных технологий, топологической оптимизации и 3D- печати вызвало заметные изменения в производственной сфере и позволило компаниям создавать детали, геометрию которых практически невозможно получить, используя традиционные способы. Благодаря потрясающему разрешению 3D-npuHTepoe напечатанные детали могут иметь геометрические элементы, которые невозможно получить с помощью какого-либо другого метода производства - ни с помощью литья, ни с помощью механической обработки.
Неотъемлемое техническое требование к любой продукции авиационной промышленности - снижение веса изделия, что повышает топливную эффективность. Строгие требования к снижению массы авиационных приводов и редукторов вертолетов обуславливают необходимость использования при проектировании зубчатых колес подходов, обеспечивающих удовлетворение разнообразным требованиям. Сокращение веса всего на 1% дает экономию топлива в 0,75%. То есть, экономическая выгода от снижения веса летательного аппарата очевидна.
Цель работы исследовать возможность автоматизированного уменьшения массы зубчатого колеса с использованием топологической оптимизации и учетом характера нагружений.
Задачи:
- обзор топологической оптимизации, и ее применение для уменьшения массы зубчатой передачи;
- исследовать механизм топологической оптимизации реализованного в пакете ANSYS Workbench применительно к типовой детали(кронштейн);
- провести ТО для получения формы колеса с точки зрения минимальной массы и равнопрочности;
- сравнить со стандартными решениями по условиям прочности и жесткости.


Возникли сложности?

Нужна помощь преподавателя?

Помощь студентам в написании работ!


В результате бакалаврской работы, было исследован механизм работы топологической оптимизации, с такими параметрами как: модуль упругости материала, количество и направление приложенных нагрузок, а так же учет шагов нагружения, размер конечного элемента, весовые коэффициенты целевой функции. Топологическая оптимизация применялась к кронштейну и зубчатому колесу в 2D. Анализ полученных результатов расчетов показал возможность применения топологической оптимизации при проектировании зубчатых передач с учётом требований по массе, жесткости, собственным частотам колебаний. Однако возникают трудности при топологической оптимизации зубчатого колеса в 3D, так как затруднительно подготовить геометрию с фасетированной поверхностью и создать сетку.


1. Справочник конструктора-машиностроителя, т. 1-3. Анурьев В.И. - М.: Машиностроение, 1998.
2. Конструирование узлов и деталей машин. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. -М.: Высшая школа, 1999. - 400с.
3. Основы конструирования. Справочно-методическое пособие. Кн. 1 и 2 Орлов П.Н. -М.: Машиностроение. 2003.
4. Анализ возможности применения топологической оптимизации при проектировании зубчатых передач. Васильев Б.Е., Калинин Д.В., Свинарева М.С., Гудков Н.А. Машины и Установки: проектирование, разработка и эксплуатация. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2017. № 03. С. 35-45.
5. Topological Optimization of 3D Structures by Optimality Criteria using ANSYS Saurabh Bankoti, Naman Jain and Anadi Misra, College of Technology/GBPUAT Pantnagar, Uttarakhand- India INTERNATIONAL JOURNAL FOR RESEARCH IN EMERGING SCIENCE AND TECHNOLOGY, 2015
6. Stolpe M. On some fundamental properties of structural topology optimization problems //Structural and Multidisciplinary Optimization. 2010. Vol. 41. No. 5. Pp. 661-670.
7. 7. Rozvany G.I.N. On symmetry and non-uniqueness in exact topology optimization // Structuraland Multidisciplinary Optimization. 2011. Vol. 43. No. 3. Pp. 297-317.
8. Руководство по технической эксплуатации Главный редуктор ВР-14, 1995.- 96с.


Работу высылаем на протяжении 30 минут после оплаты.



Подобные работы


©2024 Cервис помощи студентам в выполнении работ