[发明专利]一种船用齿轮箱箱体结构优化设计方法

权利要求书

1.一种船用齿轮箱箱体结构优化设计方法，其特征在于：步骤如下：

步骤一：设计箱体并建立箱体三维模型；

步骤二：箱体形貌优化设计，确定加筋位置；

步骤三：进行箱体尺寸优化设计，优化筋板尺寸减轻箱体重量。

2.根据权利要求1所述的一种船用齿轮箱箱体结构优化设计方法，其特征在于：箱体形貌优化设计包含以下步骤：

(1)箱体三维模型处理：去除初步设计箱体三维模型中的加强筋特征，使之变成大面板结构；

(2)有限元建模：将处理好的模型导入HyperMesh软件中，确定优化区域，进行网格划分，设定材料属性和单元类型，施加约束和载荷；

(3)使用OptiStruct求解器形貌优化模块进行优化计算：确定设计变量，输入起筋高度、起筋角、加强筋高度，设定响应函数为优化区域的应变能，设定优化目标为应变能最小化，设定约束为箱体固有频率、振动加速度、轴承座变形量、箱体最大应力，计算得到最优加筋位置，在最优加筋位置上进行加筋设计，并进行有限元分析，调整加筋属性直至振动等设计指标满足要求；

(4)利用Hyperview软件进行后处理并输出形貌优化后的三维模型：结合工艺经验进行二次设计。

3.根据权利要求1或2所述的一种船用齿轮箱箱体结构优化设计方法，其特征在于：箱体尺寸优化设计包含以下步骤：

(1)对形貌优化后的箱体进行有限元建模：将加筋后的模型导入HyperMesh软件中，确定优化区域，进行网格划分，设定材料属性和单元类型，施加约束和载荷；

(2)使用OptiStruct求解器尺寸优化模块进行优化计算。优化时以箱体质量最小为目标，以箱体应变能、最大应力、箱体轴承座和机脚处的振动加速度为约束条件，以箱体结构尺寸作为设计变量进行尺寸优化，优化直至箱体质量最小且满足相关振动指标；

(3)利用Hyperview软件进行后处理并输出尺寸优化后的三维模型：结合工艺经验进行二次设计。