基于模态刚度和强度的岸桥金属结构轻量化研究

提出了基于模态、刚度和强度的岸桥金属结构轻量化设计方法,该方法在保证第一阶整体模态频率不降低、大梁最大变形不增大以及结构最大应力不超过允许范围内的条件下,以HyperStudy和ABAQus为工具,应用自适应响应面优化方法,进行尺寸优化设计,实现岸桥金属结构轻量化设计.该方法成功应用于某新型岸桥金属结构轻量化设计,最终在模态和刚度基本不变、结构最大应力仍在弹性范围内的情况下,减重14.2吨.     

基于拓扑优化的拼焊板后背门轻量化设计

将拼焊板技术应用于汽车轻量化设计,提出了基于拓扑优化的拼焊板轻量化设计方法。通过SIMP(solid isotropic material with penalization)法拓扑优化确定分块数目以及焊缝线位置。再以板件厚度作为设计变量,利用序列二次规划法进行多目标优化。运用该方法对某SUV车型后背门进行了轻量化设计,在保证拼焊板后背门各种刚度和模态性能指标的前提下,达到了轻量化的效果。具有工程实际意义。     

多学科优化设计在拼焊板车门轻量化中的应用

采用均匀拉丁方实验设计方法进行了样本数据设计,并且采用移动最小二乘响应面方法构建了拼焊板内板门系统的刚度、强度、侧碰安全性多学科系统的近似模型。利用连续二次规划优化方法对此近似模型进行了优化,将拼焊板内板焊缝线位置及各板件的厚度作为设计变量,在使车门系统的下垂刚度、强度及侧碰性能得到提高的同时,使得车门系统质量得到较大程度的减小。     

车门隔声量的多学科设计优化

汽车NVH性能越来越受到生产商和消费者的重视,车内噪声水平是其重要的一项评价指标。对车门结构进行优化设计可以提高车门隔声量,降低车内噪声,提高整车NVH性能。文中分别运用质量定律和有限元方法计算简单板件的隔声量,有限元方法计算车门的隔声量并与车门隔声试验结果对比,证明有限元方法的准确性和方便性。考虑车门在模态、刚度、总质量的约束下,以车门隔声量最大为目标,对车门结构进行多学科优化设计。选取车门主要板件厚度作为优化变量,采用最优拉丁方试验设计采取样本点,多项式响应面法建立近似模型,运用连续二次规划优化算法求解优化问题最优解。优化后的车门与原车门相比,车门隔声量提高了1.2 d B,优化效果明显。     

基于FEM的车门结构轻量化研究

有限元法(FEM)在结构分析中有着广泛的应用.通过对某车型前门建立有限元分析模型,分析其刚度,得出车门原有结构方案刚度值相比设计目标值有较大富余的结论,由此提出两种结构轻量化方案:改进车门加强板结构和采用激光拼焊板.两种方案都有效地减薄了车门料厚,达到了轻量化的目的.     

基于神经网络和响应面近似模型的车门性能多目标优化

通过优化前车门模态、刚度以及轻量化,以改善整车性能和车内舒适性是车辆NVH的研究热点之一。以某乘用车左前车门为研究对象,计算分析其模态和刚度性能。以关键零部件厚度为设计变量,通过最优拉丁超立方试验设计获取样本数据,构建车门模态、刚度及质量的神经网络和响应面近似模型。以车门一阶弯曲模态频率最大化、质量最小化为优化目标,其余性能为约束,运用NSGA-II遗传算法进行性能多目标优化。结果表明:车门一阶弯曲模态频率提高1.24Hz;车门质量减少3.63kg,轻量化率为13.57%,其余性能均达标。基于多种类近似模型的多目标优化方法可有效提升车门性能。     

基于响应面方法的微型车车门模态分析与优化

应用灵敏度分析方法和响应面法,优化车门结构模态。建立车门的有限元数值仿真模型,并通过约束模态测试对仿真模型进行标定。对车门第三阶模态频率关于车门板件厚度的灵敏度进行了研究,筛选出高敏板件并以这些板件的厚度为设计变量,运用面心复合设计方法获取样本点,构建了车门第三阶模态频率的二阶显式响应面函数。基于此响应面函数进一步建立了优化模型,结果显示改进车门厚度后,车门和白车身模态分离,同时实现省材5.83%。     

基于灵敏度及尺寸优化的汽车车门轻量化

以国产某小车车门为研究对象,建立车门有限元模型,对车门进行垂直、侧向刚度分析,并进行自由模态分析和模态试验,验证模型的有效性。计算各部件对车门刚度和一阶模态的灵敏度,确定敏感区域。基于灵敏度分析方法,以车门质量最小为目标函数,在保证车门刚度和一阶模态频率不降低的前提下,结合尺寸优化设计方法优化车门各部件厚度。优化结果表明,车门下沉刚度提高了12.03%,水平刚度提高了1.04%,一阶模态频率提高了0.2 Hz,车门的总质量下降了4.74%,达到了良好的轻量化效果。     

拼焊板车门焊缝布置与尺寸优化设计方法研究

传统拼焊板零件的焊缝线位置的确定是依靠工程经验来进行试错设计的,导致拼焊板的性能得不到充分的发挥。为了提高拼焊板零件的设计水平,集成双向渐进结构优化方法、灵敏性分析方法和尺寸优化方法,提出一套拼焊板零件设计的新方法。应用新方法进行了车门拼焊板系统的设计研究,研究结果表明,在保证拼焊板车门各种刚度性能要求指标下,车门系统减重125%。新方法能有效提高拼焊板零件的设计水平,一定程度上促进我国汽车工业的发展。     

基于HyperStudy的车门结构多目标优化方法研究

运用Optistruct求解器对某国产车门的静态刚度和模态性能进行分析,经与该公司的目标值进行对比,发现车门的刚度性能分配不合理且模态性能不满足要求。根据分析结果,以降低车门质量、满足车门性能要求为目的,提出基于Hyper Study通过Hammersley试验设计构造出各工况响应的Kriging模型并对车门结构进行多目标优化。优化后的车门提高了模态性能、合理分配了刚度并取得了良好的轻量化效果。最终用实验对该优化方法的精度和可靠性进行了验证。     

快速气体渗氮机理及应用研究

依据化学热力学和动力学,材料界面科学,内扩散理论以及某些元素促进共渗的机理,我们在不加催渗剂和增添设备的情况下,设计出了循环两段“C-TS”、预强渗脉动“PS-P”及双重量“DB”快速渗氮新工艺。新工艺省时节能,节约原材料,渗氮效果良好,已成功地用于生产并取得了明显的经济效益。新工艺不仅适用于38CrMoAlA渗氮专用钢,还适用于42CrMo、40Cr、30CrMnTi、23Mn3V2Al等材料,应用前景十分广阔。     

基于Bayes方法的小子样可靠性分析

少量数据的可靠性分析与评定一直是工程实践中的技术难题之一。Bayes方法可以融合多种验前信息,并结合现场数据,从而对少量数据作出有效的参数估计。针对多种验前信息的综合应用问题,引入支持向量机(support vectormachine,SVM)理论对不同来源的信息在验前分布中的权重分配策略进行研究,提出一种新的信息融合思路。并在此基础上,提出基于Bayes理论的威布尔分布的小样本参数估计方法。最后,运用实例对Bayes方法和传统的参数估计方法进行对比分析。     

独立公理在多目标优化设计中的应用研究

将公理设计理论引入优化设计中,阐述基于公理设计的优化设计思想,提出基于独立公理的多目标优化设计方法.通过确定主要的设计参数,将设计参数按无耦合设计的形式分组,生成函数依赖关系表,依照一定的次序对各目标函数进行优化,并给出基于独立公理的优化设计流程.实例结果表明,该方法简便可行,可为圆柱螺旋压缩弹簧以及其他产品的设计提供一种新的方法.     

有限元的神经网络计算方法研究

根据有限元总刚矩阵经修正后具有正定性的特点以及弹性体位能函数的具体形式，提出一种新的神经网络有限元计算模型，即模型中神经网络的能量函数与有限元的优化目标函数相等，从而避免由于神经网络自身结构的原因而带来的计算误差。同时，避免采用基于模拟退火算法等随机神经网络优化计算方法时求解结果的随机性和设定初始退火温度To、内循环次数判据、最终停止判据等人为因素的影响。理论分析和计算机仿真表明，文中提出的方法可靠、有效。     

组合夹具结构设计自动化系统研究

在广义映射原理指导下,开发了支持“top-down”风范的组合夹具设计自动化软件系统。在对零件夹持特性分析基础上,提取夹具需求信息,建立了组合夹具的功能要求集合,并对组合夹具功－构映射关系进行了全面分析,对组合夹具概念结构实施多方案重构,并进行了实例验证。为夹具结构设计自动化软件系统的开发探索出一条新的途径。     

含裂纹板断裂韧度厚度效应的理论研究

从理论角度对断裂韧度厚度效应进行研究。在线弹性断裂力学与含裂纹板的二维位移场的基础上，给出分离变量型的具有待定函数的三维位移场的表达式，进而通过几何方程与物理方程获取三维应变场和三维应力场。进一步，通过虚位移原理，使用变分方法建立待定函数所应满足的支配方程与边界条件，从而确定待定函数。基于上述分析，建立一个断裂韧度与试样厚度关系的理论表达式。最后通过两种试验材料LY12CZ（L-T）与TC4（L-T）进行验证。     

基于广义特征的零件信息模型研究

针对并行工程的需求,基于广义特征和ＳＴＥＰ标准建立了零件信息模型,并在Ｐｒｏ／Ｅｎｇｉｎｅｅｒ软件二次开发的基础上,实现了一个基于特征的ＣＡＤ系统,该系统可实现自动特征识别。基于所建立的零件信息模型,系统可自动生成ＳＴＥＰ文件,为设计的后续过程提供丰富的零件信息,便于实现ＣＡＤ与后续过程的集成和并行。利用建立的零件信息模型,实现了ＣＡＤ／ＣＡＰＰ／ＤＦＭ的信息集成。     

APPROACH ON INTELLIGENT OPTIMIZATION DESIGN BASED ON COMPOUND KNOWLEDGE

A concept of an intelligent optimal design approach is proposed, which is organized by a kind of compound knowledge model. The compound knowledge consists of modularized quantitative knowledge, inclusive experience knowledge and case-based sample knowledge. By using this compound knowledge model, the abundant quantity information of mathematical programming and the symbolic knowledge of artificial intelligence can be united together in this model. The intelligent optimal design model based on such a compound knowledge and the automatically generated decomposition principles based on it are also presented. Practically, it is applied to the production planning, process schedule and optimization of production process of a refining & chemical work and a great profit is achieved. Specially, the methods and principles are adaptable not only to continuous process industry, but also to discrete manufacturing one.     

负刚度理论及其应用的研究

本文探讨了机械加工中产生负刚度的理论条件。得出了大小不等的双刚度轴的存在是产生负刚度的基本条件。并通过理论计算与实验,提出利用从负刚度到正刚度的变化区来提高机械加工精度的有效措施。     

基于虚拟制造系统的企业集成研究

面对制造环境、制造产品、制造系统和制造过程本身的复杂性,提出通过虚拟制造系统对制造企业进行多方面集成,使其能够根据市场变化进行自我调节、自我完善、自我改造和自我发展。在分析虚拟制造系统功能的基础上,提出了一种虚拟制造系统的体系结构,并讨论了虚拟环境下基于黑板控制系统的分布式并行协同求解以及基于虚拟制造系统的制造企业集成。