氣動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對氣動隔膜泵泵體固有頻率和阻尼比產(chǎn)生影響的特點，為提高泵體的響應(yīng)速度和平穩(wěn)性，同時為達到橡膠隔膜受力時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、外表面應(yīng)力zui低點的坐標為設(shè)計變量，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，支撐力相對較弱，在氣動隔膜泵隔膜工作過程中較其他部位易發(fā)生變形，同時此區(qū)域為隔膜自由伸展區(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，運行求解器計算。
（3）設(shè)計變量的選取
（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）目標函數(shù)的選取
選擇隔膜的單元應(yīng)力之和作為目標函數(shù)，以達到降低隔膜總體應(yīng)力的目的，滿足應(yīng)力均勻分布的設(shè)計要求。
（6）優(yōu)化方法的選取
氣動隔膜泵隔膜優(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)計空間也相對較大時，與零階方法相比，一階方法計算量大，結(jié)果.
該優(yōu)化過程完成了u型隔膜的參數(shù)化建模，實現(xiàn)了隔膜的優(yōu)化設(shè)計，通過對隔膜多參數(shù)變量的優(yōu)選，為該u型隔膜的設(shè)計提供了一種結(jié)構(gòu)合理又滿足強度要求的可行方案。
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