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印刷与数字媒体技术研究2025年第06期:基于SIMP变密度法的齿轮泵壳体拓扑优化

来源:期刊VIP网 时间:


作者:孟璐瑶;卢向东;涂郡成;李佳童;杜艳平;高振清;

单位:北京印刷学院机电工程学院;北京新华印刷有限公司;

摘要:齿轮泵的设计不仅要求结构具备足够的强度,还需确保其在极限工况下能够保持稳定的形态。在渐开线内啮合齿轮泵的优化过程中,传统方法往往仅针对结构刚度或局部应力水平进行优化,而单一的优化策略难以应对复杂多变的工况,从而无法实现结构布局的高效性。本研究针对齿轮泵壳体在交变载荷作用下发生液压油泄漏的问题,通过SIMP变密度法对齿轮泵的壳体进行拓扑优化,实现轻量化并提升鲁棒性。仿真结果表明,优化后的齿轮泵壳体质量减少了47.398%,实现了轻量化,壳体的应力分布得到了显著改善,总体结构形变显著降低,弹性应变响应大幅减弱。

关键词:齿轮泵;;结构设计;;拓扑优化;;SIMP;;轻量化

基金资助:面向印品质量的高端印刷装备复杂传动系统动态特性研究及优化设计(No.KZ202210015019);; MLCC卷对卷精密涂布印制关键技术及装备(No.BPHR20220107)