基于响应面法的变径空心轴优化设计

作     者：张瑞宾 王瑞 ZHANG Rui-bin;WANG Rui

作者机构：桂林航天工业学院汽车与交通工程学院桂林541004 

出 版 物：《制造业自动化》 (Manufacturing Automation)

年 卷 期：2022年第44卷第12期

页      面：57-60页

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：广西自然科学基金资助项目(2020GXNSFAA159071) 广西高校中青年教师基础能力提升项目(2019K Y0819,2020KY21014,2020KY21015) 桂林市科学研究与技术开发计划资助项目(20190206-2) 广西职业教育教学改革研究项目(GXGZJG2019A035) 

主　　题：优化设计 响应面分析 变径空心轴 

摘      要：针对大学生方程式赛车传动轴零件,为满足轻量化要求,提出了一套基于数学模型初始优化与ANSYS有限元分析相结合的设计方法。以变径空心轴的横截面积为优化目标,各段壁厚为设计变量,建立空心轴轻量化模型。根据数学模型求解得出的设计参数进行UG参数化建模,将UG模型和ANSYS进行关联设置后,利用ANSYS Workbench模块对空心传动轴的刚度、强度进行有限元分析。为了实现轻量化设计,采用最佳空间填充方法建立响应面模型,并基于多目标优化设计方法对响应面模型进行迭代优化得到最优解集。仿真结果表明空心轴在满足刚度、强度的要求下,相比初始优化模型减重10%。较为系统地介绍了尺寸零件的设计及优化分析过程,为同类机械零件的设计优化提供了一定的参考依据。