基于灵敏度分析的白车身轻量化设计

选取某款轿车的白车身为参照,建立白车身有限元模型。以扭转工况为计算基础设置约束条件,选择白车身的重量为目标函数、零部件的板厚为设计变量。利用Nastran 软件计算出各零部件的灵敏度值。引入绝对灵敏度和平均绝对灵敏度概念对零部件的灵敏度值进行评价。对零部件厚度进行优化减薄处理,并通过迭代计算验证优化方案。最终在保证白车身扭转刚度值变化不超过5%的前提下,实现白车身质量降低3.73%     

机械结构轻量化设计的研究

研究探讨了一种设计计算法，其特点是：应用设计的初始形状得到的数值结果以及刚度矩阵的增量，便能有效而经济地解决机械结构轻量化的问题，其中，特别是灵敏度函数的计算方法，计算简单，执行方便，能在个人计算机上进行计算通过数值计算实例，证明了计算方法的正确，可靠及其经济性，表明了这种方法用于形状优化的设计计算是可靠而实用的     

基于改进Iserles渐进法的大斜度井感应测井正演计算

大斜度井环境中,感应测井仪器发射线圈可用磁偶极子等效,磁偶极子在接收线圈上产生的电磁场,为含有Bessel函数在无穷域的积分表达式.分析了Bessel函数的振荡衰减特性及积分核函数的构成,考虑这类积分的复杂性,引入改进的Iserles渐进法,非常有效地解决了这类积分问题,利用该方法计算了当前常用的双感应仪器在大斜度井中的测井响应,验证了该方法的高效实用性,为大斜度井感应测井响应正演快速准确计算提供了理论参考.     

基于轻量化专用汽车设计的发展趋势分析

汽车轻量化对节能减排起着至关重要的作用。汽车质量的减轻主要归功于铝合金、镁合金塑料、高强度合金钢等新材料用量的增加。本文介绍了专用汽车轻量化设计的重要性，并结合轻量化材料的应用以及专用汽车结构设计的优化，对基于轻量化专用汽车的发展趋势进行分析，为我国专用汽车轻量化的发展提供意见和建议。     

基于虚拟样机的动态轻量化设计方法

针对在轻量化设计的强度计算过程中,现存单工况静态边界条件导致的精度和自动化程度低的问题展开讨论,提出了基于虚拟样机的动态轻量化设计方法.该方法基于虚拟样机技术,对与机体相关的曲柄连杆机构进行动态仿真,仿真结果为强度计算提供动态的边界条件和载荷,从而可以进行多工况的强度计算,并为轻量化设计提供可靠的设计评判依据,提高计算精度的同时改善了设计自动化程度.以单缸内燃机机体为例,介绍了虚拟样机构建、有限元前/后处理,以及轻量化结构改进等方面工作.结果表明,轻量化改进设计方案经小批量试制测试,通过可靠性实验,从而证实了该设计模式的可行性和可靠性.     

高载荷比卫星的结构轻量化设计方法

为解决高载荷比卫星轻量化设计问题,本文对以蜂窝夹板层结构为主的卫星结构轻量化设计开展研究。对蜂窝夹层结构等效理论进行了修正和灵敏度分析,提取出影响结构板刚度和质量的主要参数;根据工程研制需求对结构参数进行优化分析;基于有限元方法进行了仿真验证。仿真结果表明:利用修正后的蜂窝夹层等效公式,计算刚度结果误差由3%降低至1%,验证了等效理论正确性。经过参数优化后的结构分系统重量减少41.6%,达到了轻量化设计目的。利用该方法设计的"新技术试验E星"已发射入轨,为后续工程实践提供了一定的参考。     

基于ANSYS的汽车车架轻量化设计及加固方法研究

目前汽车车架轻量化设计中大多未对汽车车架进行加固处理,导致汽车强度不能达到车辆行驶要求,为此提出一种基于ANSYS的汽车车架轻量化设计及加固方法.计算汽车车架在有限元单元中的刚度,确定汽车车架的应变,利用ANSYS有限元平台的分析参数特性,将计算量代入ANSYS有限元平台,建立基于ANSYS的汽车车架有限元模型;基于设...     

基于结构优化方法的单缸机机体轻量化设计

采用拓扑优化和形状优化相结合的集成优化方法,研究了结构优化方法在发动机气缸体轻量化设计中的应用.拓扑优化采用变密度方法,以缸体总柔度最小化为优化目标,以缸体重量为约束条件;应用形状优化对曲轴箱两侧壁面的厚度进行优化,以减重为优化目标,以最大应力不超过原缸体应力为约束条件.在最大爆发压力工况下优化后的缸体最大应力比原缸体低,应力分布更加均匀.结构优化方法应用于缸体的等强度轻量化设计,容易确定缸体的最佳形状,减少了重复设计验证的次数,可以大幅度缩短产品设计周期.     

基于iSIGHT的手机结构轻量化设计

运用有限元理论和有限元分析软件ANSYS,对通用翻盖手机结构进行强度和模态分析;利用集成优化软件iSIGHT,在满足强度和模态的要求下,对手机结构进行轻量化设计.     

基于改进无证书公钥密码的轻量级DTLS协议设计

物联网在快速发展的同时,其数据交互容易遭受各种攻击.为了保证物联网传输层协议UDP传输数据的安全,在TLS协议架构基础上扩展形成了支持UDP数据报安全传输的DTLS（DatagramTLS）协议.现行的DTLS协议基于公钥证书密码体制,证书管理复杂、网络通信开销大,难以满足物联网等资源受限型网络的安全通信需求.本文提出一种基于离散对数的改进无证书公钥密码方案,设计了适应资源受限网络的轻量级DTLS协议,并基于嵌入式SSL库wolfSSL进行了协议实现.从通信开销和握手连接时间两方面,将本文提出的基于改进无证书公钥密码的DTLS协议分别与基于传统公钥证书的DTLS协议及基于身份标识的DTLS协议进行了对比实验.实验结果表明,在保证安全性的前提下,基于无证书的DTLS协议在通信开销和握手连接时间方面均优于基于公钥证书的DTLS协议和基于身份标识的DTLS协议.     

基于导重法的叉车门架轻量化设计

针对大型复杂机械设计余量过大的现象,采用导重法和灵敏度计算相结合的集成优化法对某型号内燃叉车的门架结构进行全局轻量化设计. 推导强度、刚度等多性态约束条件,搭建导重法单目标、多性态约束优化模型,利用Lamker算法求解Kuhn-Tucker乘子;灵敏度计算采用带有经典误差修正项的半解析法（ESA）,引入单元误差修正项,消除刚体转动位移带来的误差;结合导重法,解决了容重和导重难以求解的问题. 利用有限元法,对优化后的门架结构进行强度和刚度校核. 结果表明,采用导重法和灵敏度计算相结合的集成优化法效果显著,使得叉车门架质量降低18.21%,优化后的门架强度和刚度满足设计要求.     

基于自适应响应面法的车身结构轻量化设计

依据现代设计理论和方法,对在承受顶部加压工况下的乘用车的车身结构进行轻量化设计。在车身结构轻量化设计过程中,采用正交实验设计进行样本取样,根据所得样本数据,利用移动最小二乘法构建回归模型,同时为了避免传统响应面法完全依赖于最开始选定的实验点的问题,而选取自适应响应面法为优化手段。利用HyperStudy软件进行优化求解,得到优化后的部件厚度分别为2.0、1.2、1.7、0.5 mm。通过验证,在保证车身顶部安全性能不损失的前提下,使得部件总质量降低了2.23%。     

基于改进Mobilenet-YOLOv3的轻量级水下生物检测算法

在水下生物检测中,经典目标检测模型由于体积大、参数量多,不适用于微小型水下硬件设备,而现有轻量化模型又难以平衡检测精度和实时性.针对这一问题,本研究提出了基于改进Mobilenet-YOLOv3的轻量级检测算法CPM-YOLOv3,该算法利用规整通道剪枝算法对Mobilenet-YOLOv3进行剪枝,并将特征提取网络中的SE(squeeze-and-excitation)模块替换成CBAM (convolutional block attention module),实现对网络模型的压缩.同时,在不同尺寸的检测层中分别加入2个CBAM,在几乎不增加模型大小的情况下提升模型关注目标特征信息的能力.实验结果表明,CPM-YOLOv3模型大小仅有4.86 MB,与原模型相比大小降低了94.7%,平均检测精度为87.0%,速度为5.1 ms/帧.相较于其他网络模型,CPM-YOLOv3更适合在微小型水下设备中应用.     

基于有限元分析的赛车车架结构轻量化设计

通过对某方程式赛车车架结构的有限元分析,来实现赛车车架结构的改进和轻量化设计。利用CATIA软件平台建立某方程式赛车车架三维实体模型,运用CAE分析软件对其进行单元选取和网格划分,建立车架的有限元分析模型,通过对车架静态条件下弯曲工况、扭转工况的分析,找到车架弯曲强度和扭转刚度富裕部位,通过减少管件的使用数量、减薄相对应管材的壁厚、减小直径,达到车架结构优化和轻量化设计目标。     

基于构件内力优化的车身结构轻量化设计

针对细长杆件的轴向承载能力要远大于其他非轴向的承载能力的特性,提出了基于构件内力优化的车身结构轻量化设计理念。从构件受力合理的角度来实现客车车身骨架轻量化,即通过对整车结构的力流分析,得到车身结构整体及主要构件受力特性,找出整车骨架中的高应力及低应力区域。进一步对高应力或低应力杆件的内力成分和应力成分进行分析。在保证强度的基础上,从结构受力合理的角度出发,挖掘整车轻量化的潜力。最后结合某款全承载式客车进行了相应的轻量化设计,在降低结构最高应力的前提下实现减重220kg。     

改良性产品的设计方法探讨

产品改良设计是对产品进行适度修改的方法,具有过渡性质.一般属于跟随型的采用防御策略的企业为了控制成本,避免过大研发投入和市场风险,尽量不对产品进行全新设计,只是让设计师在有限的设计空间里展开设计.对设计师来说,由于受到成本的限制,在造型、材质和工艺等方面可供选择的余地不大,很难展开设计.只有充分运用设计手段,调动各种设计元素和加工手段,在产品设计中多用添加法、减少法、组合法和表面处理等方法进行设计,才能够给产品带来差异化,增强产品质感,提升产品档次,从而获得极大的产品附加值.     

基于改进遗传算法的开关磁阻电机优化设计

针对传统的遗传算法存在搜索效率低和无客观判敛标准的缺点,结合不动点算法的渐细剖分思想对其进行改进,首先将函数优化问题转换为不动点问题;然后对解空间做单纯剖分,根据剖分顶点信息进行迭代搜索;最后将寻找到的全标单纯形转换为目标值输出.将改进算法应用到开关磁阻电机的结构优化设计中,建立了以电磁径向力最低为目标的优化设计模型.以功率为2.2kw的电机为例,利用该模型进行优化分析,并与原电机参数进行对比.结果表明,改进后的算法经过10次迭代后求得较好的全局最优解,稳定高效.     

基于改进旋转因子的高性能FFT硬件设计

针对FFT硬件实现中旋转因子模块占用资源较多的问题,设计高性能单路延时反馈结构的基2²快速傅里叶变换. 采用CORDIC与MCM混合的方法设计旋转因子模块,实现了无需常规乘法器的FFT架构,不必占用DSP48E资源. 对于旋转角度数量较少的W₁₆旋转因子模块,采用基于三输入加法器的MCM方法设计,将加法器数量降到最低. 对于旋转角度数量较多的W₆₄、W₂₅₆和W_{1 024}模块,采用CORDIC方法设计. 依据旋转角度的数学规律,设计旋转角度实时生成模块,与传统的CORDIC方法相比,不需要占用ROM资源,避免了复杂的寻址逻辑和时序控制. 与其他构架相比,设计的16 bit 64点快速傅里叶变换在Xilinx Virtex-7上将单位slice吞吐率提高了35.20%,256点FFT在Virtex-5上提高了30.37%,1 024点FFT在Virtex-7上提高了25.38%.     

一种改进DA算法的成型滤波器设计

针对高速、高阶成型滤波器的实现问题,在传统分布式DA算法的基础上,提出一种改进算法.利用升采样过程中内插零的结构特点,使用逻辑单元LUT代替存储ROM,减少了有效地址位数,提高了寻址速度;利用表分割算法和滤波器系数的对称性,并通过增加流水线结构,进一步节约了存储资源的消耗,提升了运算速度.通过与商用FIR IP核(DA算法)的实测对比,所提算法最大实现速率有所提高,且在高阶滤波器设计时不受硬件ROM大小和数量的限制,有效改善了逻辑资源的使用情况.