基于python程序设计的发动机舱盖多学科联合优化

以某SUV车型为研究对象,对发动机舱盖进行优化设计。采用基于python语言的二次开发技术,建立了发动机舱盖的参数化模型。选取发动机舱盖内板加强梁拓扑结构形式的变化、内板横梁的移动、纵梁的移动作为设计变量,以发动机舱盖模态、刚度为约束条件,以重量及行人头部保护性能为优化目标,建立各项性能指标的径向基神经网络近似模型,采用非支配遗传算法对发动机舱盖进行多学科联合优化,在保证各项性能满足要求的前提下,获得了发动机舱盖的最优结构。     

隐式参数化发动机舱盖结构轻量化研究

在汽车发动机舱盖概念设计阶段,通过SFE Concept隐式参数化建模软件搭建发动机舱盖的参数化模型。以发动机舱盖内板纵梁位置和内板厚度为设计变量,联合Isight建立发动机舱盖的模态,质量和弯曲刚度自动化分析流程。通过分析计算得到发动机舱盖设计变量组合样本的结果并建立发动机舱盖模态,质量和弯曲刚度的近似模型,采用Pointer算法对模型进行优化计算,在保证发动机舱盖模态,弯曲刚度满足设计目标的前提下得到发动机舱盖轻量化设计方案,舱盖重量在原有基础上下降了3.2%。     

基于区间分析的发动机悬置系统稳健优化设计

针对不确定参数发动机悬置系统的优化问题,基于区间分析理论,将稳健设计与多目标优化相结合,提出一种提高发动机悬置系统隔振性能的稳健优化设计方法。该方法在区间数学模型的基础上建立悬置系统稳健优化模型,以动反力及其变化范围最小为目标函数,固有频率的合理配置为约束条件,悬置刚度为优化变量,并将悬置刚度和悬置位置的波动范围作为区间参数变量,对某型轿车发动机悬置系统进行稳健优化设计。结果表明,该方法改善了悬置系统的隔振性能,提高了系统参数的稳健性。     

基于隐式参数化模型的汽车车门结构优化

为实现早期设计阶段车门质量与性能的合理匹配,确定合理的车门结构,本文基于SFE-Concept软件建立某车门隐式参数化模型,以零件尺寸,位置为尺寸优化变量,以零件厚度为厚度优化变量,利用第二代非支配排序遗传优化算法在同一优化流程中进行尺寸与厚度的多目标优化,使得车门一阶模态性能提升12.1%,下扭刚度性能提升14.4%,满足性能目标要求,同时,车门质量与其他性能基本不变。     

基于MATLAB优化气动撑杆参数的发动机舱盖周边尺寸匹配精度改善研究

基于气动撑杆引起发动机舱盖变形而导致周边尺寸匹配精度不良的问题，通过CATIA三维虚拟装配模拟分析，利用MATLAB对气动撑杆安装参数进行数值优化计算，研究出合理的发动机舱盖气动撑杆设计参数，进行相应的设计变更，并进行实车装配效果验证，使发动机舱盖周边尺寸匹配精度控制在目标范围内。针对发动机舱盖气动撑杆设计参数的变化规律，可得出以下结论：气动撑杆安装位置越靠近发动机舱盖前部，越靠近车身后部，其弹力比a越大；气动撑杆安装位置越靠近发动机舱盖前部，越靠近车身前部，其行程S越大；在改善气动撑杆反力导致发动机舱盖变形问题上，应尽可能将撑杆安装在发动机舱盖内板的前部区域，以减小最大压缩力。     

基于ANSYS后装压缩式垃圾车滑板的结构优化设计

滑板作为后装压缩式垃圾车压缩机构的关键部件,其动静态性能对整车的压填力具有重要影响。为解决传统压缩式垃圾车滑板动静态刚度不足、结构笨重、设计周期长等缺陷,以某滑板为研究对象,分析了滑板在滑行过程中的极限工况,并对该极限工况下的滑板进行受力分析,在此基础上,基于有限元法以滑板壁厚为设计变量,应变、质量为设计目标,对其进行多目标尺寸优化,从而确定最佳优化方案。经验证,运用此方法优化后,滑板的刚度提高了6%,减重达11%,达到了优化设计的目的,为后装压缩式垃圾车的结构优化设计提供了理论指导。     

关于机盖总成外观凹陷的研究与优化

汽车前机舱盖设计受造型和性能双方面影响,文章在保证造型要求下从关闭状态下外板凹坑、外板凹陷刚度、行人头部撞击伤害值三因素分析,通过将机盖内板溃缩孔与机盖内板横向加强筋阶梯布置,机盖锁前移缩短外板支撑的跨距等方法,优化发动机罩结构,同时保证产品在行人保护法规中的得分要求。     

铸铝一体化发动机罩的可靠性优化设计

为了提高发动机罩的轻量化水平与性能要求,采用“材料-工艺-结构-性能”一体化集成方法设计铸铝一体化发动机罩。建立了发动机罩的有限元模型,通过模态试验验证了所建模型的准确性。以铸铝发动机罩厚度为设计变量,综合考虑发动机罩的刚度和模态性能,采用最优拉丁超立方试验设计构造样本点,联合径向基(Radial Basis Function,RBF)神经网络模型与多岛遗传算法(Multi-Island Genetic Algorithm,MIGA)进行多目标优化。基于RBF-MIGA近似模型和6Sigma可靠性优化方法对发动机罩进行优化设计。结果表明,经可靠性优化后的发动机罩质量减轻了10.59%,约束一阶模态提高了41.43%。     

面向行人下肢保护的汽车前端结构刚度优化设计

为改善汽车的行人下肢保护性能,提出了一种基于多刚体动力学模型的汽车前端结构刚度设计方法。依据下腿型对保险杠的碰撞试验和汽车前端结构的有限元模型,仿真获得腿部碰撞区域的刚度参数和汽车前端的几何位置参数,在Maydymo中建立了该模型。利用全局响应法(GRSM)进行优化求解。以下肢胫骨加速度、膝部弯曲角度和膝部剪切位移这3个伤害指标归一化后的均方估计(MSE)为优化目标,以保险杠和副保险杠的屈服力和最大变形量为4个设计变量。结果表明:目标函数降低了73.9%,胫骨加速度下降了50.3%,膝部弯曲角下降了48.9%。这说明:对汽车前端结构刚度的优化可以有效提升其行人下肢保护性能。     

发动机舱盖及连接点的安全性能研究

发动机舱盖是车身结构中重要的开启件,根据设计要求,发动机舱盖要具有必要的过开启角度以满足发动机舱盖在结构及功能上的要求。文章采用Abaqus静力学分析功能,针对某款车型发动机舱盖进行过开启分析,得到舱盖的过开启角度和卸载之后的残余角度。考察舱盖和铰链的最大应力,并分析因过开启引起的铰链、舱盖的等效塑性应变是否满足设计要求。仿真结果表明:舱盖在过开启过程中无破坏风险,舱盖的过开启性能满足设计要求。     

基于灵敏度分析的发动机悬置系统稳健优化设计

以发动机悬置系统能量解耦为目标,悬置刚度参数为设计变量,考虑目标函数和约束函数对于悬置刚度参数的灵敏度,构造了多目标优化数学模型.采用遗传优化算法对一款发动机悬置系统的悬置刚度参数进行了稳健优化设计,并用Monte Carlo方法进行了分析.结果表明,优化方法可以有效降低系统解耦度对悬置刚度参数的灵敏度,提高了悬置系统设计的实用性.     

某乘用车排气系统振动性能的优化

为改进某乘用车排气系统的振动性能,建立了其有限元模型,用Nastran软件进行静力学和动力学计算、吊耳位置评估和排气系统的运动包络面计算。以最小化挂钩垂向动态载荷最大值与标准差和吊耳的静变形量与预载力标准差为目标,以吊耳隔振量不小于20dB为约束条件,以吊耳和波纹管动刚度为优化变量,建立了排气系统振动性能的多目标优化模型。优化结果表明,挂钩垂向动态载荷最大值与标准差和吊耳的静态变形量与预载力标准差都有明显降低,文中提出的优化方法对控制排气系统振动和提升结构疲劳耐久性有重要的参考价值。     

某乘用车排气系统振动性能的优化EI北大核心CSCD

为改进某乘用车排气系统的振动性能,建立了其有限元模型,用Nastran软件进行静力学和动力学计算、吊耳位置评估和排气系统的运动包络面计算。以最小化挂钩垂向动态载荷最大值与标准差和吊耳的静变形量与预载力标准差为目标,以吊耳隔振量不小于20dB为约束条件,以吊耳和波纹管动刚度为优化变量,建立了排气系统振动性能的多目标优化模型。优化结果表明,挂钩垂向动态载荷最大值与标准差和吊耳的静态变形量与预载力标准差都有明显降低,文中提出的优化方法对控制排气系统振动和提升结构疲劳耐久性有重要的参考价值。     

基于伪并行遗传算法的发动机悬置系统解耦优化

在分析各种优化设计方法优缺点的基础上,选用了伪并行遗传算法。以悬置刚度参数为设计变量,侧倾和垂向自由度上能量最大化为目标,对发动机悬置系统进行优化。结果表明,效果良好。     

基于空气压力载荷的发动机舱盖颤振预测方法

发动机舱盖作为吸收汽车碰撞能量的主要部件,其在高速道路行驶条件下的变形和颤振问题是影响汽车安全的重要因素。基于发动机舱盖颤振性能要求,文章提出了一种高速行驶条件下发动机舱盖颤振变形的预测方法。通过有限元模拟计算,考虑重力作用下的准静态加载、缓冲垫和弹簧作用下的弹性力加载,以及高速行驶条件下空气压力载荷的多维加载工况,完成了方法定义、模型建立、性能分析、试验校核,研究了多维加载对发动机舱盖颤振的影响,验证了该预测方法开发和应用的可行性与有效性。     

汽车后副车架轻量化概念设计方法研究

在汽车结构概念设计阶段,将拓扑优化技术与隐式参数化建模相结合,并引入截面形状控制方法,用以实现产品结构-材料-性能一体化优化设计。第1步,对后副车架进行综合目标拓扑优化。第2步,建立隐式参数化模型,采用截面形状控制方法选择零件形状、位置、厚度和材料等36个参数为设计变量,以质量最小、第1阶模态频率最高为目标,硬点刚度和前3阶模态频率为约束,进行多目标优化。结果表明,在满足后副车架性能目标的条件下,质量减轻2.41 kg,其轻量化率达14.5%。     

基于HyperWorks白车身灵敏度分析及结构优化

摘要：以白车身钣金件厚度为设计变量,以白车身质量最小为目标,以白车身扭转刚度不低于原有结构的扭转刚度为约束函数,得到扭转刚度对各板件厚度的灵敏度,通过调整板件厚度,对白车身结构进行优化。优化结果表明,在扭转刚度性能略有提高的情况下实现了减重目标。     

车身环状框架结构断面正向轻量化设计

在深入分析主断面库作用的基础上,研究了基于关键坐标及板厚的主断面属性计算方法,探讨了满足弯扭刚度及侧碰工况约束条件下车身前门环结构的优化途径。以车身刚度及侧碰性能为约束条件,主断面属性参数为设计变量,车身结构轻量化为设计目标,采用均匀拉丁超立方试验方法进行样本点的选取,以Kriging插值近似方法构造代理模型,运用冲量梯度下降算法对数学模型进行优化求解,并通过实车试验验证了该优化方案的可行性。     

基于免疫进化算法的发动机悬置系统稳健优化

在分析各种优化方法优缺点的基础上,建立发动机悬置系统六自由度动力模型。以六自由度方向的解耦率为最大优化目标,以各悬置点三向刚度为设计变量,选用免疫进化算法对发动机的悬置刚度参数进行优化,最后用Monte Carlo法对悬置系统进行稳健性分析。结果表明,优化解不仅能保证六自由度方向的高解耦率,还能保证悬置系统的稳健性,提高了产品的质量。     

稀薄燃烧发动机改型设计及正时策略优化

基于某高速汽油机,对燃烧室结构、燃油喷射特性、凸轮型线改型设计为稀薄燃烧发动机。提出利用响应面模型对正时策略进行分析和优化的研究方法,并建立利用响应面进行多目标优化计算的流程。以提高有效功率和降低有效燃油消耗率为优化目标,以点火正时、空燃比和进排气正时为设计变量,建立了发动机性能与响应面耦合优化模型。分析与试验结果表明:较标准混合比燃烧时,稀薄燃烧发动机的进排气提前角减小,点火正时提前,最低燃油消耗率下降3.9%,最大功率提升9.7%;同时利用响应面优化方法提高了优化效率。