矿用刮板输送机圆环链拓扑和响应面优化研究

摘要

本文采用ANSYS Workbench构建圆环链接触有限元模型并开展拉伸工况下的仿真分析。结果表明，初始链环的接触区及弯角过渡处存在严重的应力集中问题，其峰值等效应力为400.04 MPa，对应应变为0.001 95。第1阶段拓扑优化实现了主体结构的减重设计，链环质量由2.841 kg降至2.733 kg，降幅达3.80%，结构刚度基本保持，但链环间接触性能未获明显改善。为综合改善接触状态，在拓扑构型基础上引入响应面法开展第2阶段优化设计。优化结果显示，在保持减重效果的同时，链环质量优化至2.743 kg（累计降幅3.45%），最大等效应力与应变分别降低6.08%和6.67%，链环间接触形态得到有效改善。

关键词

刮板输送机 / 圆环链 / 拓扑优化 / 响应面法