考虑应力和频率要求的车架结构拓扑优化设计

基于渐进结构优化方法,建立了一套优化准则和算法.基于结构最大设计域的固定网格有限元模型,给出了结构拓扑变化模型的处理方法和结构拓扑优化程序的实现策略.完成了车架结构的拓扑优化仿真设计.仿真结果显示出该方法的正确性和有效性.     

斜拉桥主梁横截面拓扑优化研究

由于斜拉桥主梁受力条件复杂,设计时都是根据经验拟定初始结构尺寸,进行多次试算而取得满足条件的较优结构形式。结合军山长江斜拉桥工程,在分析传统的渐进结构拓扑优化法奇异性问题的基础上,提出了能保证收敛的双向渐进结构优化法,并对斜拉桥主梁横截面进行拓扑优化研究。     

结构拓扑优化方法与桥梁概念设计

基于密度惩罚法提出了一种的连续体结构拓扑优化问题的优化准则算法.以结构的柔度最小化作为优化的目标函数,论述并建立线弹性结构的静力学拓扑优化设计的数学模型和设计变量显示的迭代格式.通过在桥梁概念设计中进行应用,得到了满意的优化结果,表明该算法具有较好的收敛性和应用价值.     

后副车架拓扑优化概念设计和智能轻量化方法研究EI北大核心CSCD

为避免汽车结构前期设计开发中的盲目性,将结构拓扑优化技术引入后副车架结构概念设计中,并采用智能优化算法对参数化后副车架概念模型作进一步的结构优化和轻量化设计,同时给出了实现优化过程自动化的流程。优化后的后副车架结构刚度、模态和焊缝疲劳分析的结果表明了拓扑优化技术和智能轻量化优化设计流程的实用性和可靠性。     

轿车手制动臂总成支座拓扑优化设计

采用拓扑优化技术对轿车手制动臂总成支座进行拓扑优化设计,在满足强度刚度要求的情况下,优化后结构相比原结构重量降低了38.3%.     

六轴线液压模块组合挂车横梁拓扑优化设计研究

提出了典型六轴线液压模块组合挂车横梁拓扑优化的一般过程,建立了基于整车结构的横梁拓扑优化设计有限元计算模型.在满足强度刚度要求的情况下,优化后横梁结构相对原结构重量降低了161.2kg.     

基于正交试验的大型客车车身结构多工况拓扑优化研究

建立了某大客车车身骨架结构有限元梁单元模型,并进行了静态工况下的刚度和强度分析.分析结果表明,该客车车身结构局部刚度偏小,应力偏大.通过正交试验得到各子工况最优权重系数组合,以局部大应力区作为拓扑空间,以加权柔度为目标函数,约束拓扑空间的质量分数,进行多工况拓扑结构优化.优化结果表明,在质量略有增加情况下,该客车车身结...     

商用车驾驶室白车身焊点缩减拓扑优化研究

为某一商用车驾驶室白车身建立了以固有频率为约束条件,焊点体积最小化为目标的优化模型.利用有限元法进行结构拓扑优化,根据灵敏度分析得到的每个单元对结构性能的贡献来决定有限元单元的保留或删除.通过拓扑优化,驾驶室白车身焊点数目大幅度减少,获得了满足设计要求的焊点的重新分布.对比优化前后仿真分析结果表明,文中所建模型及分析方法是合理而有效的.     

结构优化技术在桥梁工程中的应用实例

简要介绍了结构优化技术在工程领域的应用方向,分析了结构优化技术在桥梁结构中应用困难的原因,简要叙述了实际桥梁结构优化问题的求解技术.分别介绍了钢拱桥尺寸优化研究实例和组合梁桥拓扑优化应用实例,实例展示了优化的目标、实现手段及基本流程,并给出了最终的优化结果,可为中国桥梁工程师提供参考.     

基于结构优化的商用车驾驶室模态特性改进

建立了某重型商用车驾驶室的有限元模型,进行了计算模态分析,并对驾驶室结构进行了拓扑优化.根据优化的结果,提出了3种改进方法,并通过比较,选用增添加强板的改进方案.然后对新增的加强板厚度进行尺寸优化.最终的结果表明,结构优化后,驾驶室1阶模态频率由17.952Hz提高到了22.200Hz,弯曲刚度和扭转刚度也都有改善.     

基于有限元技术的汽车支架拓扑优化设计研究

用变密度法建立了结构拓扑优化数学模型,阐述了利用有限元法进行结构拓扑优化的过程。以汽车上某支架为例,在有限元软件Hypermesh中进行拓扑优化设计,并对优化结构进行了台架试验。试验结果表明,结构拓扑优化结果与载荷大小无关;基于有限拓扑优化方法得到的结构优化方案是合理的受力承载结构。     

基于渐进结构优化算法的波形钢腹板箱梁桥截面拓扑优化研究

以某波形钢腹板桥为依托工程,采用APDL语言对ANSYS内嵌的拓扑优化模块进行了二次开发和拓展,编写了基于位移灵敏度和应力灵敏度的ESO拓扑优化程序。通过模型多次迭代计算,获得了布局合理的波形钢腹板组合截面拓扑优化形式。优化结果表明：灵敏度能较准确地反应单元对结构性能的贡献,基于灵敏度分析可以减少单元的误删除,提高了ESO方法获得结果总体最优的可信度。     

拓扑优化在白车身概念设计中的应用

将碰撞工况转化为等效的线性工况,并与刚度、耐久性、NVH工况等通过加权应变能的方法组合为优化设计的目标函数,充分兼顾了车身各方面的结构性能.对优化后的拓扑结构进行解读,转化成了工程上可实现的设计方案.实践证明,运用车身拓扑优化方法,既可以保持质量大大提高车身结构性能,也可以保持性能进行车身轻量化设计.本文所做工作属于前者.     

焊点拓扑优化提高车身性能研究

将拓扑优化方法扩展至离散空间,采用板件优化后的某轻型商用车车身模型进行焊点拓扑优化和联合拓扑优化,并采用优化后的焊点分布进行车身静、动态分析.结果表明,在焊点数量不变的情况下,拓扑优化可提高车身刚度10%以上;通过板件厚度与焊点拓扑联合优化,可减轻车身质量29%.     

公路隧道开挖的拓扑优化研究

拓扑优化作为结构优化的高层次优化方法,目前正成为工程界研究的热点,但在隧道工程研究中运用甚少。引入拓扑优化理论,以隧道主要影响区作为拓扑优化区,建立隧道拓扑优化模型,并结合弹塑性有限元数值计算方法,提出对隧道支护加固部位进行拓扑优化分析的方法,结合实际工程对隧道不同开挖工艺下支护加固位置进行了分析,研究结论合理,表明采用拓扑优化对隧道开挖优化设计是可行的。     

多工况下客车车架结构多刚度拓扑优化设计研究

以体积和频率作为约束,以各工况载荷下对应的最小柔度作为目标函数,采用带权重的折衷规划法和SIMP密度函数插值模型研究了多工况条件下客车车架结构多刚度拓扑优化问题.并以某三段式客车车架为研究对象进行了多刚度拓扑优化,得到了合理的车架拓扑结构.     

微型电动车非承载式车身轻量化研究

介绍某微型电动车非承载式车身骨架的研制过程,包括应用拓扑优化方法确定骨架结构的空间布置,以及应用普通机械优化方法确定合理的梁截面尺寸.进行了非承载式骨架车身悬置的设计和分析,并通过对包括该骨架式车身的整车进行碰撞仿真分析,改进了车身骨架结构.     

Topology Optimization on the Structure of Articulated Rhombus Concept Chassis

采用基结构方法,根据各总成布置和实际行驶要求,建立铰接式菱形底盘基结构模型.以质量最小为优化目标,各种典型载荷工况下车架纵横梁等结构件的刚度、强度为约束条件,各构件的布置位置和截面尺寸为设计变量,对铰接式菱形底盘结构进行拓扑优化.最后试验结果验证了所采用的拓扑优化方法的有效性.     

油气弹簧独立悬架横臂拓扑优化设计

针对重型特种车独立悬架系统双横臂结构,通过建立整车多体动力学模型,计算得到上、下横臂在3倍垂直载荷、侧翻和紧急制动工况下的受力。在此基础上,借助Optistruct拓扑优化软件,基于变密度法对上、下横臂结构展开了以体积分数(质量)最小为优化目标,结构位移为约束的拓扑优化设计分析,并对拓扑优化后的上、下横臂结构进行强度校核和跑车试验验证。结果表明,在结构强度和可靠性满足设计要求的条件下,拓扑优化后上横臂结构减重10%,下横臂结构减重7.9%,取得较好的轻量化效果并且降低了制造成本。     

框架式货车驾驶室开发研究

根据已有钣金结构驾驶室模型建立了同尺寸驾驶室拓扑优化的基结构,以质量为约束,以加权柔顺度最小为目标,对其进行多工况拓扑优化.根据拓扑优化结果,采用矩形截面杆件构建框架式驾驶室,并应用正交试验方法合理选取矩形截面杆件的截面尺寸,为货车驾驶室的开发提出了一种全新的设计方法.