基于拓扑和形貌优化的摩托车底板轻量化分析

摩托车座垫底板作为整车的重要受力部件,结构强度分析和轻量化设计对整车的安全节能具有重要意义。基于HyperWorks优化软件,建立座垫底板的有限元模型,进行静力学分析,并根据分析结果,对其进行拓扑和形貌的组合优化设计,得到了最优材料分布和加强肋布局的座垫底板结构。优化结果表明,优化后的摩托车座垫底板,在满足刚度要求的前提下质量减少了10%。该方法为摩托车座垫底板的结构设计和轻量化设计提供了良好的参考依据和思路。     

基于HyperWorks的摩托车座垫底板结构优化设计

论文应用有限元分析理论和HyperWorks软件对某摩托车的典型零部件——座垫底板进行了刚度、强度等静力学分析,得到了座垫底板的位移云图、应力云图以及低阶振型。并根据静力学分析结果,对座垫底板进行优化设计,从而改善了座垫底板的结构力学性能,减轻质量,提高了经济效益。     

摩托车座垫底板的有限元分析及形貌优化

建立摩托车座垫底板的有限元模型,对其进行静力学分析和模态分析。同时考虑到底板的静态多工况刚度问题和动态频率特性问题,采用线性加权方法将多目标问题转化为单目标问题,实现对底板结构多工况下的多目标形貌优化设计。优化后的底板获得了最优的加强筋布局,最大变形量减少52.2%,最大应力减少42.2%,一阶固有频率增加9.0%,静动态性能均得到显著的改善,达到了预期的优化效果。     

基于Optistruct的摩托车坐垫底板的结构优化

应用有限元分析理论和Optistruct软件对某摩托车典型零部件-坐垫底板进行了刚度、频率等分析,得到了坐垫底板地变形分布图,应力分布图以及模型的低阶振频。利用拓扑优化和形貌优化相结合的优化方法,分别就柔度、频率为目标进行结构优化;针对单目标优化中出现的不足,提出了多目标优化方案,得到了优化模型,并与原方案和单目标优化方案进行对比分析。结果表明:多目标优化方案不但减少产品质量10%,柔度减少60%,且频率大大优于原方案和单目标方案。