一种搅拌摩擦焊机器人滑枕结构的拓扑优化设计方法技术

本发明专利技术涉及搅拌摩擦焊机器人结构分析领域，具体地说是一种搅拌摩擦焊机器人滑枕结构的拓扑优化设计方法，包括步骤1：对滑枕结构受力分析，确定滑枕刚度条件；步骤2：对滑枕结构的拓扑优化，先利用软件进行有限元建模，并根据步骤1中确定的刚度条件在有限元建模时施加约束处理，然后利用软件并采用SIMP变密度法对有限元模型进行拓扑优化，得到滑枕的拓扑优化构型；步骤3：利用软件并采用近似模型方法对步骤2中获得的滑枕拓扑优化构型进行尺寸优化。本发明专利技术通过拓扑优化，在使滑枕质量大幅减少的同时，也能够保证其末端变形量缓慢增加，并达到使其基频迅速提高的目的。

A topological optimization design method of friction stir welding robot's RAM structure

【技术实现步骤摘要】
一种搅拌摩擦焊机器人滑枕结构的拓扑优化设计方法
本专利技术涉及搅拌摩擦焊机器人结构分析领域，具体地说是一种搅拌摩擦焊机器人滑枕结构的拓扑优化设计方法。
技术介绍
搅拌摩擦焊接技术是一种新型的连续的固相连接技术,其一经出现,就在焊接领域引起极大轰动,被认为是自激光焊接问世以来最引人注目和最具潜力的连接技术。由于搅拌摩擦焊自身独特的优势,也吸引越来越多的科研机构进入到这一领域的研究工作中,使搅拌摩擦焊技术得到飞速发展。目前国内外针对搅拌摩擦焊的科研重点主要集中在不同材料的搅拌摩擦焊接工艺及接头组织机械性能研究、搅拌摩擦焊过程中周围塑性材料的流动行为研究和温度场测定研究以及数值模拟等方面的工作。研究发现,搅拌摩擦焊焊缝经过塑性变形和动态再结晶后在焊缝区一般会得到组织细密的等轴晶粒,从微观组织结构分析,接头组织大体分为三个区，即焊核区、热力影响区、热影响区。焊后它们晶粒形状各自呈现不同的特征，由于焊核区受到强烈的挤压摩擦及搅拌作用,晶粒在这个区域破碎,扭曲,发生动态再结晶与回复,不断形成结晶核,最终长成超细的等轴晶粒，热力影响区是一个很窄的区域本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种搅拌摩擦焊机器人滑枕结构的拓扑优化设计方法，其特征在于：/n步骤1：对滑枕结构受力分析，确定滑枕刚度条件；/n步骤2：对滑枕结构的拓扑优化，先利用软件进行有限元建模，并根据步骤1中确定的刚度条件在有限元建模时施加约束处理，然后利用软件并采用SIMP变密度法对有限元模型进行拓扑优化，得到滑枕的拓扑优化构型；/n步骤3：利用软件并采用近似模型方法对步骤2中获得的滑枕拓扑优化构型进行尺寸优化，确定滑枕内部筋板类型。/n

【技术特征摘要】
1.一种搅拌摩擦焊机器人滑枕结构的拓扑优化设计方法，其特征在于：
步骤1：对滑枕结构受力分析，确定滑枕刚度条件；
步骤2：对滑枕结构的拓扑优化，先利用软件进行有限元建模，并根据步骤1中确定的刚度条件在有限元建模时施加约束处理，然后利用软件并采用SIMP变密度法对有限元模型进行拓扑优化，得到滑枕的拓扑优化构型；
步骤3：利用软件并采用近似模型方法对步骤2中获得的滑枕拓扑优化构型进行尺寸优化，确定滑枕内部筋板类型。


2.根据权利要求1搅拌摩擦焊机器人滑枕结构的拓扑优化设计方法，其特征在于：步骤1中，在瓜瓣焊工况下对滑枕进行受力分析。


3.根据权利要求1搅拌摩擦焊机器人滑枕结构的拓扑优化设计方法，其特征在于：步骤2中，先利用Hypermesh软件建立滑枕结构的有限元模型，再利用Isight软件并采用SIMP变密度法并以柔度最小为优化目标，确定材料保留区域和...

【专利技术属性】
技术研发人员：骆海涛，周维佳，刘玉旺，张伟，于长帅，刘广明，陈宁，
申请(专利权)人：中国科学院沈阳自动化研究所，
类型：发明
国别省市：辽宁;21