机床与液压

作者：马文生，龚钞，李方忠，刘春川

单位：重庆理工大学机械工程学院;重庆水泵厂有限责任公司国家企业技术中心；重庆理工大学机械工程学院；重庆水泵厂有限责任公司国家企业技术中心；哈尔滨工程大学航天与建筑工程学院

关键词：重载曲轴;形貌优化;静应力分析; Kriging插值法;多目标遗传算法

基金：重庆市技术创新与应用发展专项重点项目（cstc2020jscx-gksbX0014）

重载曲轴是大型隔膜泵动力端的关键零部件之一，其强度对于整个动力端的平稳运行至关重要。而重载曲轴的失效形式往往是由于圆角处应力集中导致的疲劳破环。针对这一问题，从圆角处结构特征的角度出发，对曲轴进行形貌优化。通过静强度应力分析确定曲轴工作过程中的最危险工况，以此作为曲轴优化过程中的计算工况。以各圆角处的最大应力值和整体最大变形量为优化目标，以圆角处结构特征参数为设计变量，进行试验设计，基于Kriging插值法构建优化目标关于设计变量的响应面模型。最后，建立多目标优化模型，应用多目标遗传算法寻找非支配解解集。结果发现，优化解集中的曲柄斜面倾斜角都接近90°，这为今后的重载曲轴的结构设计提供一定的参考。

来源：2024年第1期

《机床与液压》期刊编辑部

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