参数化白车身结构轻量化多目标优化

利用SFE Concept建立某轿车白车身的参数化模型,采用有限元法对白车身的静态弯曲和扭转刚度、主要低阶模态进行分析,并将仿真结果与试验结果进行对比。将参数化白车身与动力总成、底盘、闭合件连接后,仿真分析整车正面100%碰撞安全性能并验证有限元模型的有效性。提出通过相对灵敏度分析确定白车身非安全件设计变量的方法,采用最优拉丁超立方方法生成样本点,基于径向基神经网络方法拟合近似模型,以白车身非安全件和正碰安全件为轻量化对象,通过第二代非劣排序遗传算法对白车身进行多目标优化设计。结果表明：在白车身静态弯曲刚度降低3.60%、静态扭转刚度降低3.91%、一阶弯曲模态固有频率降低0.09%、一阶扭转模态固有频率上升1.26%、正碰安全性能基本不变的情况下,白车身质量减少24.17 kg,减重7.42%,轻量化效果显著。     

基于隐式参数化的车身多学科轻量化设计

为实现整车综合性能的快速方案验证和优化设计,在新车型设计阶段构建车身隐式参数化模型,并对其进行模态、刚度和安全等综合性能计算,验证参数化模型的有效性。基于灵敏度分析、试验设计（design of experiments, DOE）方法和近似模型优化等策略,对某白车身进行多学科轻量化设计。优化设计结果表明,白车身的模态、刚度和安全性能均满足设计要求。     

基于隐式参数化的白车身建模方法

针对利用传统方法进行新车型概念设计时,需要在大量待选方案的基础上分别建立CAD模型和CAE模型,耗费大量人力和时间的问题,介绍车身隐式参数化建模的基本构成元素和高级构成元素、多层面建模技术和映射连接技术,以及基于隐式参数化的车身建模思路;对某车型前部白车身进行隐式参数化建模;对参数化模型与原有限元模型进行碰撞仿真分析和对比,结果表明用隐式参数化建模方法进行车型概念开发可行,能实现早期开发中车辆结构性能的快速评估.     

基于隐式参数化耦合模型的车身集成优化

为提高车身截面优化效率,基于SFE CONCEPT构建白车身关注部位的隐式参数化模型,并与白车身有限元非参数化模型进行耦合,使参数化模型与有限元模型耦合边界处的连接关系随截面变化自动更新,通过试验验证耦合模型的有效性。基于试验设计（design of experiments, DOE）方法、近似模型、多目标优化等策略,对白车身耦合模型进行刚度和模态等多学科集成优化,实现车身局部结构快速轻量化设计。     

PIAnO在白车身轻量化设计上的应用

以某SUV车型的白车身为研究对象,采用高效的实验设计和优化软件PIAnO,综合考虑其模态、刚度、40%偏置碰和侧碰等性能进行轻量化设计。确定并优化设计变量,对白车身刚度和模态性能进行近似建模。提出分段优化方案并进行仿真验证,得到的白车身质量减少11.93 kg,下降3.08%。将该轻量化白车身的100%正碰、强度、IPI和NTF性能进行验证,满足设计要求,证明基于PIAnO的白车身轻量化策略行之有效。     

针对白车身轻量化系数的结构灵敏度分析与软件开发

为实现白车身轻量化,以白车身零件厚度为优化变量,建立参数化模型。定义白车身静态扭转刚度工况并进行有限元分析,得到扭转刚度响应和轻量化系数,采用解析法推导轻量化系数对厚度的灵敏度。基于HyperMesh二次开发完成灵敏度分析流程自动化,求解白车身轻量化系数的灵敏度。根据灵敏度排序对白车身零件厚度进行优化,实现轻量化系数降低,扭转刚度提高,白车身质量减轻。     

基于有限元分析的某轿车白车身轻量化设计

为了减轻某款SUV车型白车身的质量,建立了其三维数字模型,通过网格划分处理后得到了其有限元模型。对上述模型进行了动态分析和静力分析,得到了该其前六阶固有频率及刚度值。以得到的固有频率以及刚度值为依据采用单目标尺寸优化的方法对白车身的重量进行减重优化,并且将优化后的结果和优化前进行对比。结果表明通过优化白车身减重23.1kg,减重比例达5.31%。并且保证了模态频率值和刚度值在车身设计要求范围内,在不降低白车身安全性能的前提下实现了减重的目的。     

基于MeshWorks和Optimus的白车身断面尺寸分析优化

为提高商用车车身前期设计阶段的开发效率,保证项目开发节点按时通过,在车身设计阶段引入参数化建模和联合仿真优化技术。基于MeshWorks软件对梁结构的整体宽度、翻边宽度、整体高度和板件厚度进行参数化建模,再通过Optimus软件搭建基于模态分析与刚度分析的优化流程,进行白车身轻量化设计。优化方案可减重14.6 kg,减重幅度5.1%,结构第1阶扭转频率提升4.4%,弯曲刚度提升2.8%,前端扭转刚度提升0.9%,后端扭转刚度提升1.5%。在性能小幅提升的情况下,车身轻量化效果明显。     

基于隐式偏好的多目标推荐算法研究

推荐的准确性(accuracy)和多样性(diversity)是推荐算法研究的二个重要指标,能够最大程度地满足用户的喜好.然而,基于准确性的推荐将导致推荐结果过于聚焦集中在某类特征上,使得多样性降低,导致用户选择的广度不足而整体效果不佳.针对推荐算法的两个指标之间的平衡以满足用户的需求,本文采用最大预测评分和最大内部相似度差异的两目标模型,选取极值点和膝点为隐式偏好,利用隐式偏好改进推荐方案搜索优化策略,提出了一种基于隐式偏好的多目标推荐算法.该算法利用切比雪夫距离在迭代过程中对偏好点动态标定,以引导个体收敛于隐式偏好区域,得到具有不同偏好的推荐方案.在Movielens和Netflix数据集上实验结果表明,与Item-based协同过滤推荐算法相比,该算法的推荐结果在确保准确率性能情况下多样性平均提升了38%和33.4%,新颖度平均提升了58.6%和125.4%,降低了多目标推荐算法的复杂度,有效解决了实际应用问题.     

汽车轻量化冲压技术及其数值模拟

简述汽车轻量化技术的途径和基于JSTAMP／NV的仿真流程,针对目前汽车轻量化采用的激光拼焊、液压成型和热冲压成型等3种主要的先进加工制造技术,以车门内板、副车架和汽车B柱典型零件为实例说明JSTAMP／NV数值模拟的应用．应用板料冲压成型数值模拟技术是快速实现汽车轻量化冲压技术有效应用的重要途径．     

基于仿真数据的数控铣削加工多目标变参数优化

针对加工过程中切削用量变化较大的复杂零件铣削加工工艺参数优化问题,提出了基于仿真数据的数控铣削加工多目标变参数优化方法．通过引入时段组合的概念,将连续问题转化成离散问题。将变参数优化问题转化成多参数优化问题,建立了相应的数学模型;然后根据优化目标函数以及设计参数的性质,将多参数优化问题分解成若干独立的子问题,以简化问题的求解;同时给出了优化实例。     

轴对称弹体非定常空泡流数值仿真

在水下弹体空泡优化建模的研究中,由于弹体水下运动过程中生成的空泡形态及特性,直接影响弹体出水时的表面冲击载荷及空中弹道的稳定性,最终决定射弹打击目标的准确性.为研究弹体水下变减速运动过程中的空化现象,利用FLU-ENT的自然空化模型与动网格技术,对水下轴对称弹体的非定常空泡流进行模拟计算.结果显示,弹体在变减速运动过程中所形成空泡的主体尺寸变化规律与SCAV软件一致,非定常空泡的长度和最大直径均随着自然空化数的增加呈现先增后减的变化趋势;在初始速度一定情况下,质量越大的弹体运动速度衰减越慢,同一空化数下所形成空泡的尺寸越大.     

车身薄板件功能评估的数值模拟

车身薄板件的功能评估,是指在样车制造过程中,通过在检验夹具上拼装预生产工装制造的零件并用铆钉连接,以基准、公差、测点等为基本标准,评价零件尺寸可接受性的活动.为了减少工程师的体力劳动、缩短评估周期,建立了车身薄板件功能评估的数值模拟方法.通过分析功能评估中的尺寸偏差源,指出尺寸偏差的简化模拟方法;同时比较了铆钉和点焊这两种连接方法的不同点.基于上述分析并以功能评估的实际过程为根据,建立了功能评估的数值模拟流程.某轿车A柱的实际功能评估结果表明,所建立的数值模拟方法是可行并有效的.     

回转体自然空化阻力特性数值仿真

针对水下航行器壁面出现自然空化现象影响航行速度问题,为了研究由自然空化引起的局部空泡对水下航行器阻力系数的影响.根据标准k-ε双方程,采用混合模型对不同空化数下回转体自然空泡特性以及阻力系数在Fluent6.3软件上进行了数值仿真.结果表明,局部空化的出现增大了总阻力系数.由于存在一临界空化数,使得航行器表面出现自然空化,存在另一临界空化数,使得压差阻力系数达到最大,并且此空化数与总阻力系数达到最大时的空化数相差不大.求解结果证明,方法的正确性和有效性.     

关于物流多目标选址规划仿真研究

设施选址问题作为物流网络规划的基础,针对现实环境下物流设施选址的相关影响因素,并对选址点与客户需求市场之间的运输时间进行把握.综合考虑设施选址成本的最小化,和物流服务覆盖范围的最大化涉及到多个NP难问题的综合多目标规划,是物流设施选址的难点.为解决上述问题,在分析物流设施选址问题与区域已存设施点、上下游设施点、人员密集区域、待选址区域地理环境和交通环境等的关系基础上,将覆盖问题中距离要素构建为更为符合现实的时间要素,应用道路阻抗函数构建设施点与需求点之间的时间距离;综合构建基于最小化物流设施选址成本的物流设施选址多目标规划模型;设计算法对选址空间进行预处理,松弛子问题目标函数,将多目标求解空间转化为单目标求解空间.仿真结果表明,以时间替代空间距离的处理更为符合物流活动实际,考虑多个具体因素的物流多目标选址规划更为接近现实,选址结果在最小化选址成本基础上能在限定时间内响应客户需求,对实践有较好的指导性.     

电厂SCR烟气脱硝系统流场的数值模拟

电厂SCR系统烟气流动情况会影响整个系统脱硝效果及系统运行.文章采用计算流体动力学(CFD)模型预测某600MW电厂选择性催化还原法烟气脱硝系统内的流场状态,分析其在锅炉最大连续蒸发量(BMCR)工况下,不同导流设计的流场情况.使用GAMBIT构造几何模型并划分网格,FLUENT6.0进行模拟计算.研究重点在对脱硝系统内不同的导流方法进行研究分析,最终针对某SCR系统自行设计导流装置,完成系统流场的优化,提高了系统的工作效率.研究结果对脱硝系统内的导流设计和改进提供了参考.     

车身响应面模型参数的拉丁超立方采样仿真

针对传统汽车车身采样方法没有计算减薄率,导致方法存在精度低、耗时长等问题,提出一种基于车身响应面模型参数的拉丁超立方采样法.运用参数优化对车身的质量做综合评价,获得参数的最大减薄率,通过设计样品点建立响应面近似模型,同时根据确定性系数来反映模型的优化目标和设计变量之间的规律,采用拉丁超立方采样法将样品点在设计空间内合理...     

信鸽体表参数测定与计算机模拟

以OLYCIAp3图像分析系统为主要测量手段,分析和测量信鸽体表单元体参数值及其分布密度、分布距离等参数,建立了信鸽表面单元体的搭接的数学模型,并以此为依据,编程模拟了信鸽体表部位主要。     

An Implicit Multistage Integration Method Including Projection for the Numerical Simulation of Constrained Multibody Systems

To be efficient, the simulation of multibody system dynamics requires fast and robust numerical algorithms for the time integration of the motion equations usually described by Differential Algebraic Equations (DAEs). Firstly, multistep schemes especially built up for second-order differential equations are developed. Some of them exhibit superior accuracy and stability properties than standard schemes for first-order equations. However, if unconditional stability is required, one must be satisfied with second-order accurate methods, like one-step schemes from the Newmark family.Multistage methods for which high accuracy is not contradictory with stringent stability requirements are then addressed. More precisely, a two-stage, third-order accurate Implicit Runge–Kutta (IRK) method which possesses the desirable properties of unconditional stability combined with high-frequency dissipation is proposed.Projection methods which correct the integrated estimates of positions, velocities and accelerations are suggested to keep the constraint equations satisfied during the numerical integration. The resulting time integration algorithm can be easily implemented in existing incremental/iterative codes. Numerical results indicate that this approach compares favourably with classical methods.     

速度对脊状表面减阻影响的数值仿真研究

在管道运输中,流动处湍流状态时,对V型脊状表面和光滑表咏在多个速度下进行了数值仿真计算,发现了脊状表面微观流场的特点和速度对脊状表面减阻效果的影响规律。针对回转体脊状表面的流场特性,为控制减阻,进行数值仿真时合理选择了计算模型、计算流域、计算刚格及边界条件。仿真结果表明：在同一速度下,相对光滑表面而言,脊状表面所受的压差阻力略有增大,但占总阻力份额80％以上的粘性阻力显著降低,从而形成减阻效果;对于同一个脊状表面,速度越大,其湍流边界层能量的交换和转化越强烈,使得低速下的减阻效果明显优于高速。