应用AHP-熵权法的高速逆流色谱仪行星架拓扑优化设计

摘要

为提升高速逆流色谱仪行星架的动静态性能并实现轻量化，提出基于层次分析法(analytic hierarchy process, AHP)-熵权法的多目标拓扑优化方法。对原行星架进行强度校核与模态分析，明确其低阶固有频率、结构刚度及变形特征。基于变密度法分别对多转速工况下结构刚度与前2阶固有频率进行单目标拓扑优化设计，构建以模态柔度和低阶固有频率为目标的数学模型。使用AHP-熵权法分配各子目标权重系数，通过OptiStruct得到行星架拓扑结构，根据优化结果对行星架进行再次设计。结果表明：行星架总体质量降低19.5%,1、2阶固有频率分别提高11.7%与9.3%,最大变形与应力分别减小73%与3.4%。动静态性能提升并实现了轻量化，验证了采用AHP-熵权法确定多目标拓扑优化权重的可行性。

关键词

高速逆流色谱仪 / AHP-熵权法 / 行星架 / 多目标 / 拓扑优化

基金资助

国家自然科学基金项目(52105245); 重庆理工大学研究生教育高质量发展行动计划项目(CYS240674); 精密机械检测技术与装备工程研究中心重大创新平台能力提升项目