考虑UIC强度准则的轨道车轮辐板渐进结构拓扑优化方法

为了提高轨道车轮的结构性能, 利用渐进结构拓扑优化方法(ESO)建立了轨道车轮的结构优化模型; 以双S型轨道车轮为设计蓝本, 分析了轨道车轮的辐板设计域, 提出了轨道车轮在多工况作用下的渐进结构拓扑优化方法; 介绍了利用渐进结构拓扑优化方法实现结构应力均匀化的优化思路; 根据《整体车轮技术检验》(UIC 510-5:2003)标准, 分别考虑了轨道车轮在直线工况、曲线工况和道岔通过工况, 不仅获得这3种典型工况共同作用下的拓扑优化结构, 而且还获得了3种典型工况依次作用下的6种拓扑结构; 对比了优化前后车轮辐板的应力, 并利用有限元工具验证了优化后车轮的辐板应力特性, 证明渐进结构拓扑优化方法的正确性和有效性。研究结果表明: 利用渐进结构拓扑优化方法对轨道车轮的拓扑优化是适用的; 在车轮质量不增加的前提下, 优化后车轮辐板的厚度增加且不等厚, 有效地减小应力集中, 降低结构应力; 对比原双S型车轮, 优化后6种车轮模型的结构性能均有所提升, 分别提高了16.6%、20.7%、22.5%、21.3%、20.1%和19.5%, 其中, 方案3的优化车轮在3种工况下辐板处的最大结构应力分别降低了4.0%、14.5%和6.7%。研究有助于轨道车轮结构强度的提高, 并对多工况耦合作用下轨道车轮结构优化具有重要的参考价值。      

混合动力汽车信息集成控制网络研究

针对混合动力汽车控制系统的通信需求和控制策略,提出了一种基于CAN总线的分布式信息集成控制网络的拓扑结构.采用飞思卡尔HCS12系列双核微处理器开发了用于传感信号采集和总线数据收发的信息集成模块;设计了CAN总线应用层协议,研究了协议中优先级分配、单帧与多帧标识、数据长度与帧编号等机制;采用RMA方法对所设计的总线控制网络的负载率、实时性进行分析.台架试验测试结果表明,该信息集成控制网络综合性能良好,能够满足混合动力汽车控制系统的要求.     

拓扑优化拉杆—压杆模型在索塔锚固区的应用

为改善传统索塔锚固区拉杆—压杆模型的精度,采用密度法对传统模型进行拓扑优化.将连续介质离散为若干有空穴的单元,设定拓扑优化方向(体积减小率)进行迭代,得到相对密度趋近于1的单元,即找到最有效的荷载传递单元和路径,从而获得精确的拉杆、压杆面积和角度.将该方法应用于索塔锚固区强度校核中,以迫龙沟特大桥为例进行说明.采用通用软件ABAQUS建立该桥上塔柱索塔锚固区节段模型,通过拓扑优化获得节段有效传力区域退化模型,求解模型中拉杆、压杆及节点强度,并采用AASHTO规范校核,结果表明杆件及节点强度均满足要求.     

驱动电机转子结构优化分析

对某电动车的驱动电机转子进行了结构强度分析,针对强度分析结果进行结构拓扑优化和形状优化分析,优化后方案与原方案相比减重18.8%。仿真和试验结果表明优化后的电机转子各项性能满足设计要求。     

基于CAE的发动机舱罩结构分析及优化设计

通过建立某车型发动机舱罩的有限元模型进行模态分析,利用拓扑优化方法对其结构进行优化设计并提出了两种优化方案,经过进一步分析和制造工艺性能的对比,确定了一种结构优化方案。最后验证了优化方案的刚度,提高了发动机舱罩的整体性能,达到了优化的目的。计算机辅助工程(CAE)工具的运用能够为工程设计人员指明设计方向,缩短研发周期,降低研发成本,取得良好的经济效益。     

城市电动客车车身结构拓扑优化设计

通过有限元法计算分析电动客车实际运行中在弯曲、扭转、紧急转弯和紧急制动等典型工况下的车身结构强度与刚度,并利用ANSYS-Workbench软件平台对车身骨架结构进行拓扑优化设计,有效地降低了车身重量.     

solidThinking Inspire在汽车板簧支架设计中的应用

传统的产品设计往往只注重本身的功能需求,忽视产品的性能,可靠性得不到有效的保证.文章利用Altair公司有限元软件HyperWorks中的solidThinking Inspire工具建立了汽车板簧支架的拓扑空间,之后进行了工况载荷的定义,最后将质量目标定义为20％,得到整个拓扑概念模型,进而在三维设计软件中进行详细结构设计,让整个产品开发实现由功能向性能的跨越.试验证明,新设计的汽车板簧支架不但能满足性能要求,而且质量减少了近15％,该方法有效可行.     

基于Optistruct的压缩机支架优化设计

为了提高压缩机支架的NVH性能,文章采用有限元的方法对某发动机的压缩机支架进行优化分析,使用Optistruct软件对支架重新设计,根据优化结果进行圆滑过渡,并且考虑了降低质量以及增加刚度的目的,对支架结构较多的部分进行挖空处理,使支架结构形成一系列的加强筋,改善支架的刚度,提高支架的1阶固有频率.通过对结果的分析发现,不仅使支架质量减小了0.04 kg,而且支架的1阶模态频率也提高了77.7％,提升了发动机的NVH性能.     

基于拓扑优化的某重卡轮毂轻量化设计

对某重卡前轴轮毂在设计工况下的静强度性能进行了有限元分析,并对该轮毂结构进行了轻量化设计.采用拓扑优化方法,以最大设计空间为优化的基结构,以重量最轻为目标函数,以结构的静强度性能为约束条件,进行了优化迭代计算.轻量化设计后,减轻了轮毂的重量,且轻量化结构满足强度要求.     

基于IWOGA算子的公路客运量组合预测模型

客运量预测是进行公路网规划的必要环节和计算公路经济效益的基础。为了提高公路客运量的预测精度,在现有客运量预测模型基础上,采用IOWGA算子将三次指数平滑、GM（1,1）预测和BP神经网络结合起来,建立组合预测模型,并以全国公路客运量为例,验证预测结果的精度。分析计算结果,将该模型所得结果与其它常用方法相比,与实际客运量之间相差较小,预测精度较好,可以作为预测公路客运量的有效方法。