喷浆台车机械臂的静动态特性分析及拓扑优化

作     者：李若昕 姜永正 陆小龙 夏启航 LI Ruoxin;JIANG Yongzheng;LU Xiaolong;XIA Qihang

作者机构：湖南科技大学机电工程学院湖南湘潭411201 湖南科技大学机械设备健康维护湖南省重点实验室湖南湘潭411201 

出 版 物：《湖南工业大学学报》 (Journal of Hunan University of Technology)

年 卷 期：2020年第34卷第4期

页      面：42-47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：国家自然科学基金资助项目(51705143) 湖南省自然科学基金资助项目(2018JJ4043) 

主　　题：喷浆台车机械臂 拓扑优化 模态分析 静动态性能 

摘      要：针对国内喷浆台车需求量日益增长而其机械臂动静态性能不良的问题,对喷浆台车机械臂建立了有限元模型,对其进行了模态分析。为改善喷浆台车机械臂的静动态性能,以柔度最小作为优化目标,以油缸连接板质量体积分数和机械臂所受应力作为约束条件,对原机械臂进行了拓扑优化,并根据拓扑优化的结果对原喷浆台车机械臂进行了重新设计。优化结果表明,优化后的新机械臂质量减少了37 kg,减少了约8%的质量;第一阶弹性模态固有频率由81.23 Hz提高到89.09 Hz,最大应力在规定工况下降低9%。由上述结果可看出,喷浆台车机械臂大臂结构综合静动态性能得到了较大的提升改善。