隨著工業(yè)的發(fā)展,機電設(shè)備的精度以及動態(tài)性能的要求越來越高,這給機械設(shè)計工程師的設(shè)計工作帶來了難題。即使最有設(shè)計經(jīng)驗的工程師也不能在結(jié)構(gòu)設(shè)計中設(shè)計出超過自身“經(jīng)驗”的結(jié)構(gòu),或者將結(jié)構(gòu)的動態(tài)性能定量的在設(shè)計中有所體現(xiàn)。優(yōu)化設(shè)計的方法則克服了這些方面的問題,可以在設(shè)計之初就將設(shè)備的動態(tài)性能考慮進來從而縮短產(chǎn)品開發(fā)周期,降低成本。 結(jié)構(gòu)優(yōu)化是用來提高零部件材料應(yīng)用的有效性和應(yīng)力的合理分布,拓撲優(yōu)化是結(jié)構(gòu)優(yōu)化最重要的組成部分。通過機構(gòu)拓撲優(yōu)化,改進拓撲結(jié)構(gòu)能夠提高結(jié)構(gòu)的性能,減輕結(jié)構(gòu)的重量或者兼而有之�？紤]結(jié)構(gòu)優(yōu)化的優(yōu)化設(shè)計過程可以大大的縮短產(chǎn)品的開發(fā)周期以及節(jié)省產(chǎn)品的開發(fā)成本。 目前國內(nèi)的針對結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化的研究主要還是基于單個零件的優(yōu)化設(shè)計,但是即是最好的零件也不能保證其能夠組成最佳的系統(tǒng),所以基于整機性能的拓撲優(yōu)化策略就顯得很必要。 基于此本論文提出了一種基于整機性能優(yōu)化的拓撲優(yōu)化策略。并將其應(yīng)用在兩個不同領(lǐng)域中,在兩者的設(shè)計過程中,結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計技術(shù)為改進結(jié)構(gòu)靜、動態(tài)性能,降低結(jié)構(gòu)質(zhì)量等提供了強有力的工具。在前一個應(yīng)用中,優(yōu)化設(shè)計過程應(yīng)用在LED半導(dǎo)體封裝中最關(guān)鍵也是最基本的結(jié)構(gòu)—XY平臺的設(shè)計中,再設(shè)計過程中討論了模型建立,網(wǎng)格劃分,約束設(shè)置等方面的問題。提出了一種基于整機性能作為評價標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方式。在后者中,優(yōu)化了六自由度工業(yè)機器人,在滿足結(jié)構(gòu)要求的前提下,最大程度上增加了結(jié)構(gòu)的強度,剛度和固有頻率,同時降低了結(jié)構(gòu)的質(zhì)量。驗證試驗證明經(jīng)過優(yōu)化的兩個結(jié)構(gòu)靜動態(tài)性能均優(yōu)于初始設(shè)計,從而證明了結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)的有效性和價值。
【學(xué)位單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2009
【中圖分類】：TH122
【文章目錄】：
ABSTRACT
摘要
ACKNOWLEDGEMENTS
CHAPTER 1 INTRODUCTION AND MOTIVATION
    1.1 Background
    1.2 Work of this dissertation
CHAPTER 2 STRUCTURAL OPTIMIZATION RESEARCH BASED ON THE SIMP METHOD
    2.1 Topology optimization
    2.2 The SIMP method
    2.3 Summary
CHAPTER 3 OPTIMAL DESIGNS FOR THE COMPONENTS OF THE NEW XY STAGE
    3.1 The optimal design process
    3.2 Optimizing the Thrusters
    3.3 Optimizing the bridge
    3.4 Summary
CHAPTER 4 A 6 DOF MANIPULATOR TOPOLOGY OPTIMIZATION
    4.1 Introduction
    4.2 Modal analysis
    4.3 Key Components Analysis and Optimization
    4.4 Summary
CHAPTER 5 CONCLUSION
    5.1 Conclusion
    5.2 Future research
REFERENCES
PUBLICATIONS

【參考文獻】

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本文編號：2867718