基于OptiStruct碳纤维复合材料顶盖结构优化设计的研究

以某款汽车顶盖为例,采用碳纤维复合材料替换金属材料,根据复合材料的特点,提出了新型的复合材料优化设计技术,即自由尺寸优化,尺寸优化和铺层顺序优化,并采用这种新型优化方法,对复合材料顶盖进行优化设计,结果表明,在保证刚度的前提下,通过优化设计能大大减轻顶盖的重量,轻量化效果明显。     

车身顶盖横梁的轻量化结构设计与优化

为了实现汽车车身结构的轻量化,针对国内某款SUV车身顶盖横梁,设计了几何图形排列镂空结构横梁。利用Opti Struct拓扑优化确定顶盖横梁镂空的位置;基于ANSA软件的MORPH模块,对顶盖横梁的镂空结构进行优化;并对比分析了原设计横梁和镂空结构横梁的白车身刚度、模态性能。结果表明:这种几何图形排列镂空结构的设计和工艺是可行的,其性能十分接近于原设计件,并且与原设计零件相比质量降低了8.6%。     

基于结构可靠性的悬架结构设计方法研究

悬架是车辆中联结车身和车轮的纽带,具有承上启下的关键作用,在使用过程中来自路面的冲击载荷容易造成悬架的断裂破坏.为保证结构的安全工作,需要依据结构可靠性的要求对悬架系统进行结构设计.文章介绍了结构可靠性设计的理论,并针对悬架结构不太规则的特点提出了基于结构可靠性和有限元方法相结合的设计方法.最后给出了悬架结构的设计实例.该研究为悬架结构的设计和实验提供了理论依据.     

基于CAE技术的顶盖注射工艺多目标优化

以塑件顶出时的体积收缩率、缩痕指数和翘曲变形量为优化目标,以注射时间、熔体温度、保压压力和保压时间为影响因素,设计了渐进式正交试验,并计算出灰关联度值,将多目标优化转换成单目标优化问题。通过极差分析,明确了各因素对多目标的影响程度,选取了最佳参数组合,为提高制品的成型质量奠定了基础。     

基于CAE技术的机械结构优化方法

介绍了如何基于CAE技术建立结构优化数学模型,进行灵敏度分析和优化分析,以及如何对优化解进行取舍。最后通过实例对某雷达典型结构件的主要尺寸参数,进行了以质量为目标函数的评估和优化。在确保该零件具有足够强度和刚度的前提下,实现了其重量的较大幅度降低。     

圆弧开合式临时顶盖结构设计

为应对开顶法施工模式对核电站反应堆厂房内施工环境和已安装设备的影响,需在筒体上方安装临时顶盖进行有效保护和方便吊装。针对现有临时顶盖整体结构庞大,需整体转动调整开口以达到任一位置吊装的要求,提出圆弧开合式的顶盖设计方案,3级圆弧顶盖分布在3个不同的轨道上,弧顶通过同一竖轴联接,每级顶盖可以单独转动,以满足任意位置的吊装要求。对圆弧临时顶盖在风、雪等不同工况下的载荷进行计算,基于强度理论确定临时顶盖的厚度、质量等参数,最后通过有限元进行载荷仿真分析。10 cm厚的临时圆弧顶盖完全可以满足载荷要求。     

基于有限元方法的轨道吊结构设计优化

基于最优化设计概念,运用通用有限元软件ANSYS的结构优化功能,以轨道吊主梁为优化对象,建立完整三维结构模型,以结构设计关注的主梁翼缘板、腹板几何尺寸为输入参数,以结构强度、刚度、稳定性为响应参数,在起重机设计规范允许范围内,通过分析获得结构最优化模型。结果表明:结构设计优化可合理利用结构部件承载能力、控制结构重量,在满足结构设计合理、安全的前提下,实现产品精益制造,较大地提高企业经济效益。     

基于变量特性的结构优化方法研究

引入多维空间的概念，提出了新的结构优化的思路和相应的数学模型，并将其应用于连续变量和离散变量的结构优化，得到了满意的结果。     

基于自适应优化策略的橡胶结构设计技术

尾推式发射筒的某些橡胶元件需要设计一定尺寸的橡胶结构,放入有限空间并利用橡胶变形来实现密封功能.然而压缩橡胶的结构设计难度较大:一方面,橡胶的设计尺寸是被压缩之后的变形状态,而工厂生产的都是未变形的橡胶尺寸,因此设计变形前的橡胶形状,具有一定挑战性;另一方面,橡胶为不可压的超弹性体,若设计的初始尺寸过大,有限空间的限制...     

杜瓦顶盖结构优化设计

在HyperMesh中建立了杜瓦顶盖的有限元模型,通过对原始顶盖模型进行受力分析,可知原模型存在不合理之处。为获得更加合理的结构,建立了基于变密度法的拓扑优化数学模型,利用OptiStruct求解器对顶盖进行拓扑优化设计,得到顶盖最优的加强筋布置形式。并在拓扑优化结果的基础上对顶盖的厚度进行尺寸优化,以求达到顶盖的刚度最大时用料最少的结果。     

基于选择逻辑的渐进结构优化方法研究

拓扑优化可以大大改善结构的性能或减轻结构的重量。按照渐进结构优化(Evolutionary Structural Optimization,ESO)思想,以应力为约束,提出了基于选择逻辑去除单元的ESO模型。基于ANSYS软件工作平台,阐述了优化软件实现的过程,用APDL命令编制了结构优化程序。用二维结构经典算例验证了方法的可行性,用三维结构优化算例验证了方法的通用性。     

基于软件集成的结构优化设计方法研究

本文提出了一种实用的利用成熟有限元分析平台和多学科设计优化软件进行结构优化设计的方法.以某型号4缸发动机曲轴为例,采用I-DEAS、VC++、iSIGHT软件构建了一个曲轴结构尺寸优化软件集成系统,实现了曲轴结构优化的整个流程,并就程序控制的实体模型参数化修改、集成框架以及连续二次规划法(NLPQL)等进行了探讨.     

基于灵敏度的电磁结构形状优化方法研究

研究基于灵敏度的电磁结构形状优化设计方法。针对以往用磁位作为状态变量不方便的情况，文中直接采用磁通密度为状态变量。在用直接法求解矢量磁位灵敏度方程的基础上，给出适合形状优化的磁通密度灵敏度分析的两种方法——半解析法和局部差分法。前者在磁通密度灵敏度计算中对形函数导数采用了差分近似，后者用一阶近似方法得到设计变量扰动后的矢量磁位和磁通密度，然后用差分法计算磁通密度灵敏度。两种方法简单且计算效率高，精度能够满足要求。优化问题求解采用序列线性规划算法。应用本文方法对电磁铁和同步电机磁极进行形状优化，取得了满意的结果。     

基于有限元方法的支承法兰盘结构优化研究

重载变速箱支承法兰盘的结构设计对节约成本、减小箱体整体重量有着重要的影响。基于支承法兰盘的结构特征,通过目标函数的建立、设计变量的选取以及约束条件的确定建立了优化设计的有限元模型,并对法兰盘进行了静力分析。在结构轻量化的目标下,通过对法兰盘进行优化分析,得到了法兰盘安全、可靠的结构最优尺寸,减少了材料的使用。对优化后的模型进行了安全校核,验证其完全满足设计要求。该分析方法对法兰盘结构尺寸的优化具有一定的参考作用。     

基于结构优化方法的某柴油机缸体研究

缸体是发动机中质量最大的部分,在很大程度上影响着发动机的重量,因此,对其减重显得尤为重要。本文以某柴油机缸体为例,提出一种将扑优化方法和形状优化方法相结合的两级优化方法对缸体进行优化,寻找缸体加强筋部位最佳材料分布,去除冗余材料;进行形状优化寻求最合理的加强筋形状。最终优化结果使缸体最大应力降低10.6%,实现缸体减重3%,达到了本次优化目的。同时本研究也可为发动机其它零部件结构优化、轻量化提供一定的理论依据。     

基于拓扑优化技术的500mm主镜结构设计

基于拓扑优化软件Optistruct对500 mm口径后背钻孔式碳化硅主镜进行了结构优化设计。对比了优化设计主镜结构与传统三角形轻量孔主镜在重力场,温度梯度场下其镜面变形情况。校核结果表明基于拓扑优化设计的主镜结构相比于传统的三角形轻量化孔均布式结构具有更好的光学性能以及更轻的质量。最后对比不同的温度梯度场下的镜面变形情况,结合技术要求提出了主镜的温控目标。     

基于顶盖分拼定位的优化集成设计分析

汽车前期研发的样车试制阶段,白车身焊接的焊装线与正式生产线有一定区别。综合考虑人员、成本、场地等因数,采用结构合理的软工装夹具,充分利用现有拼台,优化集成设计顶盖分拼夹具,把分拼夹具集成在总拼拼台上面,并沿用总拼夹具对顶盖进行定位和夹紧。使用三坐标测量仪检测和调整,确保夹具定位精度满足公差范围,可以节约成本,同时提升顶盖分拼的焊接效率和焊接精度。     

基于振动应力分析的齿轮结构优化方法研究

针对航空发动机传动系统齿轮辐板断裂现象,进行了原因分析;通过断口检查、强度计算、振动特性分析、应力测试等,确定齿轮辐板断裂的性质为节径共振引起的高周疲劳.基于分析结果,以降低振动应力、提高强度储备为目标,对齿轮结构进行了改进优化设计,并对优化后的结构进行了试验验证.结果 表明,齿轮结构优化后,振动应力值大幅降低,齿轮结构强度储备与工作可靠性明显提升.     

基于振动响应场的结构形状优化方法研究

建立了基于有限元网格的参数化形状优化模型,提出一种基于振动响应场的结构形状优化方法,以控制结构振动。该方法选取一组振动峰值处的振动响应场作为结构形状参数化模型的向量场,用一组向量场的线性组合定义修改区域的形状优化函数,以振动响应场的系数为设计变量,结合遗传算法优化结构形状以减小结构振动。研究了外部激励下的结构形状优化。数值算例表明该方法可以有效控制结构振动。