基于ANSYS Workbench的锚链轮轻量化设计

研究运用结构优化设计方法对锚链轮进行轻量化设计的流程和效果。以正多边形啮合的五齿锚链轮为研究对象,利用SolidWorks软件构建锚链轮三维模型;基于ANSYS Workbench软件对锚链轮进行瞬态动力学分析和模态分析;以锚链轮的轮毂和两侧壁厚度为设计变量,以最大应力为约束条件,以最小化质量和一阶固有频率为优化目标,构建锚链轮结构优化数学模型;基于多目标遗传算法对锚链轮的尺寸进行优化,得到3组最优解集,并通过瞬态分析得到锚链轮的最大弹性变形量,确定基于最优解集的最终优化结构。研究结果表明,采用该方法优化之后,锚链轮的质量减少3.25%,刚度和强度均有所提高。该轻量化设计流程和方法可供其他船舶辅机设备的轻量化设计参考。