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    广西11选5开奖记录: 磁悬浮飞轮可重复抱式锁紧装置用弹片的设计方法.pdf

    摘要
    申请专利号:

    广西11选5大小走势图 www.fnjpv.tw CN201510355363.1

    申请日:

    2015.06.24

    公开号:

    CN104899400A

    公开日:

    2015.09.09

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G06F 17/50申请日:20150624|||公开
    IPC分类号: G06F17/50 主分类号: G06F17/50
    申请人: 北京石油化工学院
    发明人: 刘强; 陈家庆; 曹建树; 叶郭波; 焦向东; 周天宇; 郭永春
    地址: 102600北京市大兴区黄村清源北路19号
    优先权:
    专利代理机构: 北京凯特来知识产权代理有限公司11260 代理人: 郑立明; 付久春
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201510355363.1

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2018.02.23|||2015.10.07|||2015.09.09

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种磁悬浮飞轮可重复抱式锁紧装置用弹片的设计方法,包括:利用多学科优化软件iSIGHT与有限元软件ANSYS配合对弹片进行优化设计,以锁紧装置的锁紧刚度和锁紧阻尼综合最优为优化目标,以弹片质量M、最大弯曲应力σmax、解锁力fu、锁紧状态一阶共振频率Fl1和解锁状态一阶共振频率Fu1为约束条件,针对离散设计变量采用全域比较法,针对弹片结构连续设计变量采用二阶可导优化算法,对弹片进行结构优化设计。该方法更能体现锁紧装置的?;ば阅?,使锁紧?;ばЧ雍侠?,具有准确度高、简单可行等优点,其设计思想可用于各类大惯量磁悬浮转子锁紧装置的设计。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种磁悬浮飞轮可重复抱式锁紧装置用弹片的设计方法,其特征在于,包括以下步骤:
    步骤1,设定离散设计变量弹片个数为n=i=4;
    步骤2,设定连续设计变量弹片高度h、弹片厚度t和弹片宽度w的初始值;
    步骤3,采用有限元软件ANSYS作为处理工具,利用设定的弹片个数和弹片高度h、弹片厚度t和弹片宽度w的初始值,分别建立以下弹片相关状态的模型,具体为:
    (1)建立弹片在锁紧状态的静力学有限元模型,将该模型APDL命令流保存至锁紧静力学文件,计算出弹片质量M、最大弯曲应力σmax和解锁力fu,将计算结果保存至锁紧静力学结果文件;
    (2)建立弹片在锁紧状态的动力学有限元模型,将该模型APDL命令流保存至锁紧动力学文件,计算出弹片质量M、锁紧状态一阶共振频率Fl1、锁紧刚度K和锁紧阻尼D,将计算结果保存至锁紧动力学结果文件;
    (3)建立弹片在解锁状态的动力学有限元模型,将该模型APDL命令流保存至解锁动力学文件,计算出弹片质量M和解锁状态一阶共振频率Fu1,将计算结果保存至解锁动力学结果文件;
    步骤3,将所述锁紧静力学文件、锁紧静力学结果文件、锁紧动力学文件、锁紧动力学结果文件、解锁动力学文件和解锁动力学结果文件导入多学科优化软件iSIGHT中,并设定连续设计变量弹片高度h、弹片厚度t和弹片宽度w的取值范围,以及设定约束变量弹片质量M、最大弯曲应力σmax、解锁力fu、锁紧状态一阶共振频率Fl1和解锁状态一阶共振频率Fu1的约束范围;
    步骤4,利用多学科优化软件iSIGHT的优化算法计算搜索方向和迭代步长,反复将文本文件锁紧静力学文件、锁紧动力学文件和解锁动力学文件导入有限元软件ANSYS对弹片进行静力学和动力学计算,同时输出与各文件对应的锁紧静力学结果文件、锁紧动力学结果文件和解锁动力学结果文件;
    步骤5,判断优化过程是否收敛;
    步骤6,若优化不收敛,根据搜索方向和迭代步长,改变连续设计变量弹片高度h、弹片厚度t和弹片宽度w,转到步骤3;
    步骤7,若优化收敛,记录弹片次优锁紧刚度Kimax和次优锁紧阻尼Dimax;
    步骤8,判断弹片个数n=i是否小于其最大值12;
    步骤9,若弹片个数n=i小于最大弹片个数12时,弹片个数变为n=i+1,并将n=i+1代入步骤2,进入循环计算;
    步骤10,若弹片个数n=i不小于最大弹片个数12时,比较所有的弹片次优锁紧刚度Kimax和次优锁紧阻尼Dimax,并得到弹片全域最优锁紧刚度Ko和最优锁紧阻尼Do。

    2.  根据权利要求1所述的磁悬浮飞轮可重复抱式锁紧装置用弹片的设计方法,其特征在于,所述优化算法为二阶可导优化算法。

    3.  根据权利要求2所述的磁悬浮飞轮可重复抱式锁紧装置用弹片的设计方法,其特征在于,所述二阶可导优化算法采用序列二次优化算法或遗传算法。

    4.  根据权利要求1所述的磁悬浮飞轮可重复抱式锁紧装置用弹片的设计方法,其特征在于,所述弹片质量M的约束范围为:M≤0.4Kg。

    5.  根据权利要求1所述的磁悬浮飞轮用可重复抱式锁紧装置的设计方法,其特征在于,所述最大弯曲应力σmax小于等于弹片材料许用应力[σ]的一半。

    6.  根据权利要求1所述的磁悬浮飞轮可重复抱式锁紧装置用弹片的设计方法,其特征在于,所述解锁力fu的约束范围为:fu=80/sin(2π/n)。

    7.  根据权利要求1所述的磁悬浮飞轮可重复抱式锁紧装置用弹片的设计方法,其特征在于:所述锁紧状态一阶共振频率Fl1的约束范围为:Fl1≥火箭发射最高振动频率2000Hz。

    8.  根据权利要求1所述的磁悬浮飞轮可重复抱式锁紧装置用弹片的设计方法,其特征在于,所述解锁状态一阶共振频率Fu1的约束范围为:Fu1≥1.5倍磁悬浮飞轮转子最高转频Fω。

    关 键 词:
    磁悬浮 飞轮 重复 抱式锁紧 装置 弹片 设计 方法
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