基于HyperWorks的发动机油底壳优化设计

油底壳是发动机表面辐射噪声的主要来源之一。利用HyperWorks软件,对发动机油底壳进行两种方式的优化,并比较其结果。通过对油底壳优化,提高了它的固有频率,减少其振动,从而避开了其与发动机之间的共振,为低噪声发动机的设计打下了基础。     

某轿车副车架轻量化

为满足副车架轻量化要求,同时保证副车架的动、静态性能,采用碳纤维材料替换原钢质材料的方式。对轿车原副车架进行静力分析及模态分析,在保证碳纤维车架动、静态性能的条件下,对碳纤维材料铺层角度及各层厚度进行优化,并将碳纤维车架与原车架静力分析结果进行对比。结果表明:碳纤维副车架模型的静、动态性能达到了设计要求,质量减轻了89.15%,轻量化效果明显。     

铝/碳纤维复合材料保险杠轻量化设计

对保险杠进行轻量化设计,并保证碰撞安全性,用铝/碳纤维复合材料替换原保险杠防撞梁钢质材料。分别对保险杠各部分厚度及碳纤维铺层角度进行了设计,确定了铝合金和碳纤维的厚度,探讨了铝合金和碳纤维板的厚度对碰撞性能的影响,通过采用对碳纤维铺层角度优化的方法提高碰撞安全性。通过拉丁超立方采样得到的试验样本,用移动最小二乘法建立近似模型并验证其精度,利用多目标遗传算法对近似模型寻优,确定了碳纤维最佳铺层角度,得到优化后铝/碳纤维复合材料保险杠防撞梁。与原钢质材料的保险杠相比,优化后铝/碳纤维复合材料保险杠质量减轻了36.497%,且满足碰撞安全性要求。     

基于拓扑优化的六缸发动机缸体轻量化研究

对六缸发动机缸体进行了有限元分析,以体积比与第三缸最大爆发压力工况所受最大应力作为优化的约束函数,以柔度最小为目标,对缸体进行拓扑优化,使重量减轻了10%。优化结果为缸体结构设计、减轻发动机重量提供了良好的参考依据。     

某商用车蓄电池支架多目标拓扑优化

为使蓄电池支架在轻量化的基础上能够满足汽车各工况下强度性能及要求,采用折衷规划法进行多目标拓扑优化,通过灰色关联分析法确定子目标的权重系数。首先在原始电池支架模型结构基础上,考虑实际装配和功能,建立了蓄电池支架初始拓扑优化模型;然后对其进行多工况和综合频率优化,并通过灰色关联分析法确定子目标函数的权重,运用折衷规划法进行多目标拓扑优化。最终得到的新模型质量比原模型降低10.9%,低阶频率及刚度有较大提高,各极限工况应力均小于许用值。结果表明,轻量化的蓄电池支架满足性能要求,验证了设计的合理性。     

基于DOE分析方法的货车车架结构优化

对货车车架进行了结构优化。首先对货车车架进行振动模态和静力学计算,得到车架的结构性能参数,确定了车架优化的目标。然后运用HyperStudy对车架板厚进行试验设计。根据试验设计分析结果,从中选择车架在重量减轻的同时一阶模态频率也有很大的提高的一组。