机械工程学报

作者：姚静, 王定煜, 何蔼雯, 郝金鹿, 汪飞雪

单位：1. 燕山大学机械工程学院 秦皇岛 066004;2. 燕山大学河北省重型机械流体动力传输与控制实验室 秦皇岛 066004;3. 燕山大学河北省轻质结构装备设计与制备工艺技术创新中心 秦皇岛 066004

关键词：液压油箱,非金属油箱,变容,柔性壳体,优化设计；

基金：国家重点研发计划(2018YFB2000703)和中央引导地方科技发展资金(226Z1901G)资助项目。

变容式液压油箱因其油液带压、体积小、质量轻而受到广泛关注。变容式液压油箱通过自身柔性壳体形状改变以补偿系统油液容积差，而壳体的合理设计对油箱整体寿命和油箱稳定压力输出至关重要。为实现油箱壳体满足强度与轻量化的高效设计，提出一种变容式非金属压力油箱柔性壳体优化设计方法。首先，根据油箱壳体的基础构型结构关系确定油箱结构容积数学模型，并通过对油箱壳体分析，建立油箱壳体环向应力、轴向应力和壳体质量的性能指标参数模型。然后，确定待优化变量参数及其范围，并以环向应力、轴向应力和壳体质量三者最小作为优化目标函数。在加工尺寸和油箱容积等约束下，基于多目标遗传算法对油箱结构进行优化，得到Pareto最优解集。最后，基于质量功能展开方法定义油箱壳体的参数关系矩阵，构建油箱壳体设计的综合评价函数确定最佳的解，并利用有限元仿真进行应力计算，验证了该方法的可行性。该设计方法为液压油箱轻量化设计与优化提供理论指导。

来源：2025年第10期

《机械工程学报》期刊编辑部

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