基于代理模型的薄壁钣件抗撞性优化设计

为研究薄壁吸能钣件的抗撞性,基于动力显式有限元法和全因子试验设计,结合响应面方法建立了薄壁钣件的代理模型.以结构的比吸能为优化目标,采用序列二次规划算法对结构参数进行优化,找到吸能钣件的比吸能随钣件长度和厚度而变化的规律,得到了该薄壁钣件的最优设计参数.     

基于经济性的空腹式连续刚构桥设计参数优化

空腹式连续刚构桥是一种新型的大跨度桥梁结构形式。研究空腹式连续刚构桥各个设计参数对经济性的影响,并对设计参数进行优化。以某主跨280m的空腹式连续刚构桥为工程背景,针对刚构桥梁底线形、墩顶梁高以及下弦梁梁高等设计参数构造正交试验,建立该桥不同参数条件下的有限元模型,确定其材料用量及经济指标,基于经济指标对设计参数进行优化。结果表明,梁底线形对桥梁的经济指标影响最为显著,下弦梁梁高次之,并确定了最优设计参数组合,为同类桥梁设计提供参考。     

摩托车虚拟样机的设计研究及应用(1)

虚拟样机技术是一种基于虚拟样机的数字化设计技术,利用虚拟样机技术,可以获得最优设计方案,以提升设计质量,缩短产品开发周期,降低产品开发成本,增强产品市场竞争力。本文以某款110型摩托车为研究对象,介绍了摩托车虚拟样机的特点和开发流程,简述了摩托车关键零部件的参数化建模方法及摩托车整车虚拟样机的建立。     

车身正向开发过程中的优化设计

研究了如何在车身的各个开发阶段,合理地应用多种优化设计方法。以某款车的白车身正向开发为例,运用拓扑优化技术,找到白车身结构最有效的材料分布;建立全参数化的几何/有限元模型,研究载荷传递路径,确定车身结构,采用基于实验设计与近似模型的参数优化技术,平衡白车身的结构、安全、振动噪声等性能和车身质量,得到了最优设计方案;优化零件形貌,设计冲压筋。通过4个具体的案例(拓扑优化、路径研究、参数优化和形貌优化),合理的运用多种优化设计方法,优化车身正向开发流程,提高开发效率,提升车身的结构、安全和振动噪声等性能,并降低车身质量。     

某挖树机挖土铲的综合结构优化

某挖树机项目的挖土铲在结构设计阶段遇到了制造工艺性差和结构超重的难题。为解决此问题,联合使用了拓扑优化、形状优化、尺寸优化和结构分析等多种现代设计方法和手段,最终设计出了一种相较于传统同类产品具有更好的可制造性和更优异性能的全新的挖土铲结构。本文结合该优化过程,演示了如何在结构设计中联合使用多种优化技术,以获得最优设计方案的过程。     

开口薄壁箱结构拱肋屈曲分析及提高屈曲特征值的方法研究

针对实际工程中的复杂结构,通过引入屈曲特征值影响系数,提出一种提高结构屈曲特征值的实用优化方法。将结构有限元模型划分为一定数量的具有相近重量的子区域,通过计算各子区域的单元厚度改变微小量后结构的屈曲特征值的改变量,获得每个子区域的屈曲特征值影响系数。再结合渐进结构优化方法的思路,形成一种复杂结构实用屈曲优化方法。以贵州花江大桥为例,对其转体过程中的屈曲进行了分析,并对其提高稳定的优化方法进行了研究。结果表明:采用该方法在改变结构材料分布但不改变结构重量的情况下,能有效提高结构屈曲特征值。     

基于响应面法的连续刚构桥结构优化设计

为了获得连续刚构桥的最优结构设计参数,综合考虑桥梁的力学性能和经济性,以响应面方法为工具,提出了一种考虑各设计参数之间相互影响的桥梁结构优化设计方法。目标函数综合考虑了结构的弯曲应变能和混凝土用量,采用拉丁超立方试验设计,建立了结构参数与目标函数的响应面模型,并用粒子群算法寻找最优解。以一座三跨预应力连续刚构桥为例,进行了结构优化设计,使目标函数值相对于优化前减少了13.6%。研究表明:基于响应面法的桥梁结构优化设计方法,优化效率高,优化结果精确。     

ABS控制器参数的优化设计

在基于逻辑门限的ABS控制策略的基础上，建立了汽车ABS系统的仿真模型；提出了使用遗传算法优化设计ABS控制器的参数，并利用遗传算法和数字仿真相结合的手段，获得了参数设计结果。通过对优化设计参数和原设计参数运行结果的比较，证明基于遗传算法的优化设计方法有效，设计结果可供工程实践参考。     

一种面向整车性能分解技术的多目标系统优化设计方法

构建了一种面向整车操纵稳定性指标分解技术的智能化仿真计算及子系统性能参数优化设计的分析方法流程,归纳出了面向A+级轿车悬架系统外特性参数的典型变化范围带宽,并探索出了一条子系统外特性参数对多个整车性能目标的优化技术路线。运用DOE方法、响应面方法以及基于响应面结果的多目标优化算法,得到了悬架子系统各特性参数对整车操纵稳定性目标的敏感性、贡献率、近似模型以及最优设计值。     

约束系统匹配对车-车斜角碰撞中驾驶员损伤影响

在汽车斜角碰撞过程中,前部车体会发生严重变形从而危害乘员安全,而约束系统的有效匹配可有效降低乘员的损伤。基于不同斜角度碰撞下车-车碰撞相容性的研究,建立了30°斜角碰撞下被撞车辆的多刚体-有限元模型及约束系统模型。同时选取安全带预紧时间、气囊起爆时间、气囊质量流率缩放系数、安全带刚度系数、气囊织物泄气系数、安全带初始松弛量及气囊体积缩放系数为研究变量,通过拉丁超立方试验设计方法,以加权损伤指标WIC为目标函数,建立了二阶响应面近似模型,对约束系统参数进行最优设计。研究结果表明,优化后的加权损伤指标WIC值比优化前减小了8.33%,驾驶员安全性获得提高。