拓扑优化在车架轻量化设计中的应用

利用OptiStruct软件,通过将刚度最大问题转化为柔度最小,选取车架作为研究目标,采用密度法对其进行拓扑优化,利用拓扑优化得到的密度云图作为轻量化设计的材料分布思路,完成新模型的构建,并验证优化方案的可行性,在满足其各种工况性能要求基础上,质量减轻3.11%。为进一步对整车及零部件应用拓扑优化提供参考。     

乙烯裂解装置吊耳裂纹断裂原因分析和延寿设计

对乙烯裂解装置吊耳的裂纹、断裂现象进行了分析和试验研究．从吊耳温度场和在多种工况下应力场分布的分析计算结果中，找出了吊耳在服役３万小时左右多块出现严重裂纹，甚至断裂事件的原因。进而进行了吊耳的结构优化设计，延长了吊耳的使用寿命。     

以Altair inspire对育苗成型机纵封部支架的拓扑优化

纵封部是容器育苗成型机的关键部位,采用Altair inspire软件对其支架进行拓扑优化设计。将该支架模型导入Altair inspire软件进行有限元分析,并阐述了该软件优化的数学模型,优化求解支架的最大化刚度。通过拓扑优化,支架的质量减少了48.7%,最大位移减少了55.3%,达到了支架最大化刚度设计的目的,同时也为类似产品的优化设计提供了参考。     

基于离散变量的双层网壳结构拓扑优化设计

以工程造价为目标函数 ,建立了包含截面、节点体积和拓扑三类变量的离散变量双层网壳结构拓扑优化数学模型 ,该模型考虑了截面变量与拓扑变量间的耦合关系 ,反映了拓扑优化问题的组合优化本质。同时采用相对差商法及有限元设计软件ALGOR对基于离散变量的双层空间网壳结构进行拓扑优化 ,并通过算例验证该优化方法的可行性和有效性。     

不压井井口装置的结构优化设计

采用拓扑优化和尺寸优化对不压井装置进行结构优化设计。首先利用基于变密度法的拓扑优化,以柔度最小为优化目标,体积分数作为约束条件,得到设计空间内最优的材料分布路径。然后根据得到的拓扑结构重新设计不压井装置结构。利用最终得到的不压井装置的拓扑结构建立新的有限元模型,利用尺寸优化工具,以最小质量为优化目标,最大位移与最大应力为约束条件,实现不压井装置的减重。通过综合两种优化方法,不仅提高了不压井装置的性能,而且大大降低了不压井装置的质量,为工程结构提供了一种新设计思路。     

基于离散变量的双层网壳结构拓扑优化设计

以工程造价为目标函数,建立了包含截面、节点体积和拓扑三类变量的离散变量双层网壳结构拓扑优化数学模型,该模型考虑了截面变量与拓扑变量间的耦合关系,反映了拓扑优化问题的组合优化本质.同时采用相对差商法及有限元设计软件ALGOR对基于离散变量的双层空间网壳结构进行拓扑优化,并通过算例验证该优化方法的可行性和有效性.     

乙烯裂解装置吊耳优化设计研究

延长大型成套装置的运行周期和服役寿命，提高其运行可靠性，对增加装置的经济效益意义十分重大。本文就从国外引进的３００，０００ｔ／ａ乙烯裂解装置多块吊耳在服役３万小时左右出现严重裂纹，甚至断裂事件，在现场测试，材料性能试验和高温断裂分析的基础上，对吊耳进行了优化设计，并已在现场获得应用。     

注塑机后模板顺序优化设计研究

为了有效地降低注塑机模板的重量，提出了从高层次拓扑优化到底层次参数化优化的顺序优化设计方法.该方法基于拓扑优化设计以及参数化优化设计理论，运用密度方法建立结构的拓扑优化数学模型，用优化准则(OC)法对拓扑优化问题进行求解，运用敏度过滤技术解决棋盘格式和网格依赖问题.对拓扑优化得到的模型进行规整，并采用基于连续非约束最小化技术(SUMT)的子问题近似法, 对规整后的模型进行参数化优化，得到最终的顺序优化模型.研究结果表明，与原有的后模板模型相比，用该顺序优化方法得到的后模板模型的刚度和强度均有提高，体积明显减少.     

基于拓扑和尺寸组合优化的ATV车身轻量化研究

针对车身结构在概念设计阶段出现的拓扑优化结果不连续,结构优化设计周期时间长等问题,基于optistruct优化软件,提出一种拓扑和尺寸组合优化模型.该模型可以同时进行尺寸优化和拓扑优化设计,得到车身蒙皮优化尺寸和最优的车身骨架加载路径,同时缩短了结构的概念设计阶段的设计周期.以ATV车身的结构优化设计为研究对象,对比优化前后的分析结果,在不降低结构性能的前提下优化后的结构减重105.5kg,验证了该方法的可行性.     

药物洗脱支架的力学性能分析与优化设计

药物洗脱支架(DES)由于其卓越的降低再狭窄能力,因而在经皮冠动脉治疗中得到了广泛应用,但也显现出一系列的问题。建立DES模型并进行结构优化从而改善支架结构是一种解决该系列问题的有效途径。文章使用UG软件建立优化后的MAC-J09-3.0支架模型。然后使用有限元分析软件ABAQUS和拓扑优化软件OptiStruct,对支架进行力学性能分析与挖槽设计。将优化后的三种支架进行受力分析与比较发现:通过挖槽设计和优化支撑筋的材料分布,既能增加支架的载药性能又保持了支架的支撑性能。     

自卸车举升结构三角臂优化设计

以某重型自卸车为研究对象,基于SIMP插值优化方法,以构件举升三角臂体积最小作为优化目标,通过OptiStruct对机构中三角臂进行拓扑优化迭代得到新结构,之后进行强度校核,将计算结果与实际产品已知参数和数据进行对比,验证设计的合理性,同时使新零件的质量和体积减少52.4％,结果表明该方法能够很好地解决体积或质量的结构优化问题,为自卸车工程设计的结构改进和性能提升提供一种新的思路.     

基于ANSYS的轿车副车架动力学拓扑优化

以上海大众某车型的前副车架为研究对象,建立了副车架的有限元模型,通过ANSYS进行自由模态试验．验证了模型的准确性;对副车架进行频率拓扑优化。根据得到的拓扑密度云图对副车架模型进行了参数优化。模态分析计算的结果表明优化后副车架的振型与原模型保持一致,低阶固有频率有显著提升,固有频率得到了优化。     

拉臂装置结构优化设计

利用ANSYS参数化设计语言,建立了某滑移式拉臂装置的参数化有限元模型,并对原始设计进行了结构静力分析,以确定各参数的敏感性,合理选择优化变量.将拉臂装置部分焊接件的板厚选为设计变量,在满足材料强度、刚度要求前提下,以拉臂装置的最小总质量作为目标函数,采用零阶优化方法对其进行了结构优化分析;通过优化设计使整机减质量18.6%,达到了设计目标。     

基于ANSYS参数化语言的机械结构优化设计

介绍了ANSYS优化设计模块，并针对机械结构优化设计给出了具体设计步骤，利用实例分析介绍ANSYS在机械结构优化设计中的应用．证明了ANSYS优化设计模块在机械结构优化设计上的方便性和可行性，为从事机械优化设计人员提供了新的方法和思路．     

超越离合器综合性能试验台动态性能分析与优化

面对实际使用过程中由于电机转速大造成试验台运行过程中振动冲击过大的现象,研究通过模态分析的方法对超越离合器综合性能试验台的动态性能进行相关研究,并在其基础上对相关重要部件进行优化.首先将pro-e中所建立的超越离合器综合性能试验台的模型导入workbench软件中,对其进行模态与应力分析,发现试验台两侧的侧座是最易破坏的部位,然后对两侧的侧座进行相应的拓扑优化,并对优化后的效果进行相应验证,结果显示改进后侧座前4阶固有频率平均提高7.77％,表明该结构优化方法是有效可行的.     

拱坝二维水平拱圈的拓扑优化研究

利用均匀化拓扑优化方法,根据拱坝特点,以体积最小为目标,对拱坝的体形优化进行了探讨分析;基于ANSYS有限元分析软件,以工程中某拱坝二维水平拱圈为例,进行了详细的拓扑优化分析,得到了较为满意的结果,这表明均匀化拓扑优化方法应用于拱坝水平拱圈的设计是可行的.     

某型载货车车架结构的优化设计

在某型载货车车架的概念化设计的基础上,以有限元结构分析和优化算法相结合为手段,对横梁和纵梁的截面尺寸进行优化,建立了车架的力学模型,优化参数模型,优化数学模型,有限元模型,采用ANSYS参数化设计语言编制了优化设计程序,用ANSYS软件中的零阶优化方法获得最优设计。计算结果表明该优化设计方法的有效和高效,该方法可广泛应用于车架的优化设计工程。     

直驱双摆角铣头支架的拓扑优化设计

以变密度法作为理论基础,运用ANSYS工具提供的结构拓扑优化模块,进行直驱双摆角铣头的关键零部件的连续体结构拓扑优化.然后根据拓扑优化结果对其进行结构的近似修改,再分析直到达到设计要求.在刚度基本保持不变情况下,优化后的体积比原设计体积大大减小.     

拓扑优化方法在拱坝设计中的应用研究

利用拓扑优化方法中的均匀化方法,根据拱坝特点,以体积最小为目标,对拱坝的体形优化进行了研究;基于ANSYS有限元分析软件,对拱坝二维水平拱圈的拓扑优化进行了详细分析,得到了较为满意的结果,这表明拓扑优化方法应用于拱坝体形优化设计是可行的.