[发明专利]一种齿轮传动箱体内、外筋板结构拓扑优化方法

权利要求书

1.齿轮传动箱体内、外筋板结构拓扑优化方法，包括：

建立齿轮传动箱体内、外筋板结构的初始拓扑模型；

确定初始拓扑模型的优化区；

确定初始拓扑模型的成员特征和加工方向；

确定初始拓扑模型的位移特征；

根据优化区、成员特征、加工方向和位移特征进行初始拓扑模型的拓扑优化，逐步建立容器实体的有限元模型；

所述建立齿轮传动箱体内、外筋板结构的初始拓扑模型包括：

建立容器实体的空间外廓；

挖空容器实体局部形成的安装部件空间；

增加容器实体的冗余厚度；

确定安装部件的空间高度；

所述确定初始拓扑模型的成员特征和加工方向包括：

双向拔模约束，第一个拔模方向点选择在容器实体的底板区域，第二个拔模方向点选择在靠近容器实体起虚拟分割作用的实体表面区域，第二个拔模方向点与第一个拔模方向点的连线矢量方向指向虚拟分割的实体表面；

所述确定初始拓扑模型的优化区包括：

对初始拓扑模型进行有限元网格划分前，对初始拓扑模型进行网格离散，划分优化区和非优化区；所述非优化区包括：各关联面环边部分、轴承位位置和轴承位所在容器实体的底板区域；

所述确定初始拓扑模型的位移特征包括：

确定的实际安装固支点的位移特征设置为全约束，容器实体的法向位移特征设置为各关联面环边约束。

2.如权利要求1所述的齿轮传动箱体内、外筋板结构拓扑优化方法，其特征在于，所述确定初始拓扑模型的成员特征和加工方向包括：

最小成员尺寸约束和最大成员尺寸约束。

3.如权利要求1所述的齿轮传动箱体内、外筋板结构拓扑优化方法，其特征在于，所述进行初始拓扑模型的拓扑优化，逐步建立容器实体的有限元模型包括：

以容器实体的体积分数、加载点位移和第一阶模态频率为约束条件，设置拓扑优化过程中待优化特征的参数范围，拓扑优化过程中各工况分析步骤的加权系数相等，逐步形成齿轮传动箱体内、外筋板结构的有限元模型。

4.如权利要求3所述的齿轮传动箱体内、外筋板结构拓扑优化方法，其特征在于，所述优化特征包括材料属性、载荷、位移边界。

5.如权利要求4所述的齿轮传动箱体内、外筋板结构拓扑优化方法，其特征在于，所述以容器实体的体积分数、加载点位移和第一阶模态频率为约束条件包括：

体积分数设置为0.25，加载点位移设置为1mm，第一阶模态频率设置为600Hz。