本技术涉及多目标优化控制技术领域,公开了一种地脚螺栓防松设计方法及系统,包括提取地脚螺栓的基础尺寸参数,基于基础尺寸参数构建螺栓初始实体模型;提取地脚螺栓的精细几何参数,生成带有精细螺纹特征的完整螺栓实体模型;对螺栓实体模型划分有限元网格,生成有限元模型;构建防松性能目标函数和重量目标函数,建立多目标优化模型,并求解得到最优解;收集常用金属的物理力学性能数据,搜索最优材料组合,生成地脚螺栓的优化模型;通过优化迭代循环,直至多目标优化模型的函数值达到收敛条件,输出最终的防松地脚螺栓设计方案。本发明提供了一种高效、精确的地脚螺栓防松方案,实现了防松性能和重量的优化平衡。
背景技术
地脚螺栓广泛应用于机械设备的固定连接中,是确保设备安全、可靠运行的关键零部件。然而,在长期振动和冲击载荷的作用下,普通地脚螺栓易发生松动失效,严重影响设备使用性能。为解决这一问题,研究人员提出了多种地脚螺栓防松方案。
公开号为CN110332204A的中国专利申请公开了一种地脚螺栓防松装置,包括地脚螺栓、六角螺母、螺母防松套、锁紧套、安装套、防护罩,通过在螺母外部增设防松套、锁紧套等附加结构,并采用锁紧螺钉将附加结构与地脚螺栓可靠连接,实现了地脚螺栓的防松,并减少了对螺栓本体的损伤。此外,在结构优化设计领域,授权公告号为CN102054106B的中国专利提出一种结构优化设计方法及系统,通过建立优化目标函数和约束条件,运用有限元分析和敏度分析,并结合形状优化演化算法,最终获得最优结构模型,为复杂机械结构的优化设计提供了新思路。
尽管上述专利在地脚螺栓防松和结构优化设计方面取得了一定进展,但仍存在不足之处。现有地脚螺栓防松方案大多通过增加附加结构来限制螺栓松动,会导致螺栓连接结构复杂化、重量增加,目前缺乏系统的多目标优化防松设计方法。
实现思路