基于SIMP理论的电动汽车车身多目标拓扑优化

为在电动汽车车身概念设计阶段得到合理的承载结构,综合考虑静动态特性,进行了多目标拓扑优化.基于带惩罚的实体各向同性材料(SIMP)理论,采用折衷规划法定义静态多工况目标函数,用平均频率法定义动态振动频率目标函数,并通过对各目标函数归一化消除其数量级差异;利用优化准则法更新设计变量进行优化迭代,得到同时满足静态刚度和动态振动频率要求的电动汽车车身拓扑结构.     

基于多目标的乘用车架拓扑优化设计

以某乘用车底盘优化为例,基于密度惩罚法和折衷规划法理论,采用多目标优化方法,兼顾低阶固有频率和多工况下车架刚度,避免了单目标优化对其它性能参数的影响。通过拓扑优化后得到的连续体离散模型,可知车架横梁的大体布局以及纵梁在哪些部位需要加强和弱化,为车辆轻量化和后续设计提供思路。     

基于大客车车身骨架拓扑优化结果的可制造化处理

阐述了对拓扑优化结果进行可制造化处理需要遵循的一般过程及基本原则,对大客车车身骨架拓扑优化结果进行了可制造化处理．建立了新车身骨架结构。经过验算,在保证结构强度刚度的同时,新结构与原结构比质量降低了37％,算例表明处理方法的可行性。     

基于多目标遗传算法的混合电动汽车参数优化

动力系统和控制器参数的同时优化是提高混合电动汽车(HEV)燃油经济性并降低排放的关键。这类优化问题涉及多个相互冲突的优化目标和非线性约束,是典型的多目标优化问题。文中采用多目标遗传算法求解该优化问题的Pareto最优解集,并应用ADVISOR对实际算例的优化结果进行比较分析。结果表明,应用该方法可找到多组可行解,在满足原车动力性要求的前提下能有效提高燃油经济性,降低排放。     

面向车身刚度的敞篷车底部空间拓扑优化

敞篷车顶盖总成和部分侧围关键接头缺失导致扭转刚度较低的问题,论文以提升敞篷车扭转刚度为目的,通过有限元软件OptiStruct模块对敞篷车下车体空间进行拓扑分析,解析扭转工况车身拓扑传力路径,结合工程实际情况,提出在电池包底部增加抗扭管梁方案,且抗扭管梁与电池包螺栓连接,使得敞篷车身扭转刚度提升51.2%,效果显著。     

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。     

基于NSGA-Ⅱ和Cruise的混合动力汽车参数优化

混合动力汽车的参数优化对降低整车的油耗和减少排放有着重要作用。针对HEV的高度非线性系统,在Maltab和AVL Cruise软件平台下,建立整车仿真模型,采用改进的遗传优化算法NSGA-Ⅱ,对混合动力汽车的传动参数和控制策略参数同时进行优化。优化结果表明,该方法在保证动力性的前提下,提高了燃油经济性和排放性能。     

基于遗传算法的混合动力汽车参数多目标优化

针对混合动力汽车设计参数众多的状况,提出了一种对混合动力汽车传动系统参数和控制参数同时进行优化的多目标优化新方法--自适应遗传算法.在ADVISOR平台上,以一辆使用逻辑门限控制策略的并联混合动力汽车为例,分析并建立了以动力性能指标为约束的混合动力汽车参数优化的非线性规划模型,其目标函数包含最小油耗和最佳排放性能.针对遗传算法容易早熟等不足,采用带自适应交叉和变异算子的遗传算法和模拟退火技术相结合进行求解.仿真结果表明了所提出方法的有效性.     

混合动力汽车复合电源参数优化与试验研究

提出了混合动力汽车用复合电源系统的构型及其控制策略,分析确定了满足整车动力性能要求和工程约束下复合电源参数的范围.以动力性指标为约束,能耗最小、电源成本最低和电池峰值电流最小为目标函数,采用NSGA-Ⅱ算法对复合电源参数进行了多目标优化.仿真结果验证了优化的有效性.对复合电源和单一电池的功能样机进行了循环工况试验.结果...     

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。     

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%.     

基于ADAMS的前悬架仿真优化

悬架在整车中占据着举足轻重的地位,决定了车辆操纵稳定性及平顺性的好坏。为了使得初步设计的双横臂式独立悬架性能得到提升,论文采用多目标拓扑优化的方法对前悬架进行了优化。首先在ADAMS/CAR中建立了车辆前悬架模板子系统,仿真出车轮定位参数变化曲线。接着在ADAMS/Insight模块里,设计目标选为车轮定位参数,设计变量选为前悬架硬点坐标,根据敏感度大小,对前悬架硬点坐标进行了优化,曲线对比结果显示优化有效。     

基于捕食搜索策略的混合动力汽车参数优化

混合动力汽车模型是一个较复杂的非线性系统,且设计参数较多,为一种处理燃油经济性和排放的多目标问题。文章以一辆实例样车的动力系统和逻辑门限值控制策略为例,分析并建立了以动力性能为控制约束,以最小化油耗和排放为控制目标的非线性规划模型。采用捕食搜索遗传算法,对模型进行了仿真。结果表明,该方法相对于简单遗传算法更能有效地改善车辆燃油经济性和排放。     

沥青混合料空隙率拓扑优化研究

空隙率是沥青混合料的主要体积参数之一,直接影响到沥青路面的强度特性和路用性能。本文应用拓扑优化方法,主要研究了沥青混合料空隙率变化时其变形能的变化规律。首先模拟静力荷载作用下试件变形,得到5种不同空隙率试件的应变能与空隙率的变化情况,并基于应变能指标与强度的关系,研究了空隙率与强度的关系。研究结果表明,试件强度随着空隙率的增大而不断下降,空隙率由5%增加到30%时,应变能则由0.15627增大到0.20566,增长31.61%。本文模拟结果与大量试验结果统计分析吻合,证明了拓扑优化方法用于模拟分析沥青混合料性能具有可行性。     

汽车悬架控制臂的多目标拓扑优化

以多工况下的柔度(静态)和振动固有频率(动态)为目标函数,对汽车悬架控制臂进行多目标拓扑优化。基于SIMP变密度的拓扑优化方法,将多级容差序列规划与折衷规划法相结合,首先进行自由振动工况下的频率优化,然后以此为基础进行静态工况下的柔度优化,最终得到了同时满足静态柔度最小和振动低阶频率最高要求的控制臂拓扑结构。     

混合动力电动汽车多能源动力总成优化研究

研究并提出了串联式混合动力电动汽车的发动机、发电机、电动机、蓄电池等多能源动力总成系统的优化方法及评价指标,建立了优化数学模型,并与传统的优化方法进行了对比。分析表明,所提出的优化方法是可行的,可作为制定混合动力电动汽车控制策略的依据。     

基于伪密度法的汽车悬架摆臂拓扑优化

通过建立汽车悬架的三维运动模型,运用COSMOSmotion进行动力学仿真,获取零件结构优化所需的载荷条件,以上摆臂为例,在HyperWorks中建立拓扑优化模型,确定设计区域,并针对摆臂的不同制造工艺,采取相应的制造约束条件,采用多工况单一目标的方案,基于伪密度法对摆臂的结构进行拓扑优化,实现了摆臂的概念设计目标。     

钢-铝混合驾驶室材料-结构轻量化设计

为了得到更为完善的商用车驾驶室轻量化设计,提出了钢-铝混合驾驶室材料-结构一体化轻量化方法。首先基于灵敏度分析、等刚度近似理论与等强度理论建立了性能驱动的材料选择方法,并针对钢制驾驶室初步设计了钢-铝混合材料方案。然后通过折衷规划法的拓扑优化识别了驾驶室关键传力路径,并加强了相关结构。其次考虑驾驶室零件厚度、截面尺寸设计参数,建立了驾驶室质量、刚度及模态性能的径向基函数的代理模型,并采用多目标粒子群优化方法对驾驶室进行多目标优化设计。优化结果表明,在满足驾驶室刚度、模态和碰撞性能的要求下,驾驶室质量减轻了12.8%。该方法对钢-铝混合驾驶室轻量化有实际的工程指导价值。     

基于多目标优化的混合动力城市物流车制动能量回收控制策略研究

针对混合动力城市物流车制动能量回收的安全与效率问题,提出了基于多目标优化的制动能量回收控制策略。建立了载荷估计和质心位置解析模型,使控制策略适应各种载荷变化。控制策略以制动安全性和能量回收性为优化目标,以制动力分配系数和电机制动力矩比例系数为控制变量,采用多目标遗传算法和基于模糊控制器的理想解决策法得到决策解。驾驶循环分析结果显示,所提控制策略具有较好的制动安全性和更高的制动能量回收性。     

基于拓扑优化的转向节轻量化设计

为了迎合现代汽车轻量化设计主流趋势,在综述了拓扑优化设计的基础上,将TOSCA软件结构优化的功能应用于某转向节优化设计上,同时考虑其复杂成型工艺进行了局部形状及尺寸的优化,再与传统方法设计的成熟车型的转向节相结合后得出优化方案,为相同类型的结构部件结构优化及轻量化设计提供了新的思路。