氣動(dòng)隔膜泵隔膜半圓撓曲部分的結(jié)構(gòu)優(yōu)化
根據(jù)橡膠隔膜質(zhì)量和有效截面面積會(huì)對(duì)氣動(dòng)隔膜泵泵體固有頻率和阻尼比產(chǎn)生影響的特點(diǎn)，為提高泵體的響應(yīng)速度和平穩(wěn)性，同時(shí)為達(dá)到橡膠隔膜受力時(shí)能通過隔膜本身變形來改善應(yīng)力分布的目的，在自由撓曲部位，以隔膜內(nèi)表面應(yīng)力zui低點(diǎn)、外表面應(yīng)力zui低點(diǎn)的坐標(biāo)為設(shè)計(jì)變量，采用變厚撓曲隔膜結(jié)構(gòu)，在U型隔膜波谷兩側(cè)成45。角區(qū)域處采用較小厚度均勻過渡，在隔膜減薄處，材料剛度降低，支撐力相對(duì)較弱，在氣動(dòng)隔膜泵隔膜工作過程中較其他部位易發(fā)生變形，同時(shí)此區(qū)域?yàn)楦裟ぷ杂缮煺箙^(qū)，可在較小范圍內(nèi)自行傳遞應(yīng)力，從而轉(zhuǎn)移了大變形的發(fā)生區(qū)域，改善了應(yīng)力分布，提高了隔膜的抗疲勞能力。
（1） U型氣動(dòng)隔膜泵隔膜的參數(shù)化建模
（2）求解
位移載荷、面應(yīng)力載荷及求解器的參數(shù)設(shè)置均與現(xiàn)有U型隔膜相同，運(yùn)行求解器計(jì)算。
（3）設(shè)計(jì)變量的選取
（4）狀態(tài)限制變量的選取
在隔膜的優(yōu)化過程中，以隔膜上的zui大應(yīng)力值作為狀態(tài)限制變量，在循環(huán)迭代過程中不斷提取整個(gè)隔膜截面上的zui大應(yīng)力值，作為優(yōu)化數(shù)據(jù)是否可行的重要判據(jù)。
（5）目標(biāo)函數(shù)的選取
選擇隔膜的單元應(yīng)力之和作為目標(biāo)函數(shù)，以達(dá)到降低隔膜總體應(yīng)力的目的，滿足應(yīng)力均勻分布的設(shè)計(jì)要求。
（6）優(yōu)化方法的選取
氣動(dòng)隔膜泵隔膜優(yōu)化搜索采用一階方法（間接法）:本方法使用偏導(dǎo)數(shù)，即使用因變量的一階導(dǎo)數(shù)。此方法精度很高，尤其是在因變量變化很大，設(shè)計(jì)空間也相對(duì)較大時(shí)，與零階方法相比，一階方法計(jì)算量大，結(jié)果.
該優(yōu)化過程完成了U型隔膜的參數(shù)化建模，實(shí)現(xiàn)了隔膜的優(yōu)化設(shè)計(jì)，通過對(duì)隔膜多參數(shù)變量的優(yōu)選，為該U型隔膜的設(shè)計(jì)提供了一種結(jié)構(gòu)合理又滿足強(qiáng)度要求的可行方案。
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