杜瓦顶盖结构优化设计

在HyperMesh中建立了杜瓦顶盖的有限元模型,通过对原始顶盖模型进行受力分析,可知原模型存在不合理之处。为获得更加合理的结构,建立了基于变密度法的拓扑优化数学模型,利用OptiStruct求解器对顶盖进行拓扑优化设计,得到顶盖最优的加强筋布置形式。并在拓扑优化结果的基础上对顶盖的厚度进行尺寸优化,以求达到顶盖的刚度最大时用料最少的结果。     

混杂纤维复合材料汽车引擎盖结构优化设计

以某款汽车引擎盖为例,用碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料替换金属材料,基于Opti Struct软件的复合材料优化技术,提出了多阶段联合优化设计的方法。在概念设计阶段,通过拓扑优化确定复合材料的总体分布;在详细设计阶段,通过尺寸优化确定复合材料每种形状铺层块的具体厚度;在工艺设计阶段,通过铺层顺序优化确定最佳的铺层顺序。优化结果表明,原钢制汽车引擎盖质量为13.39 kg,在满足各种力学性能和制造工艺要求的前提下,经过多阶段联合优化设计后,复合材料汽车引擎盖质量为5.36 kg,质量减少了60%。     

复合材料加筋壁板结构工程化优化设计

针对飞机结构减重的需求,对复合材料加筋壁板结构的优化设计工程化方法进行发展和研究。为减少优化规模,采用布局尺寸优化和铺层顺序优化两级优化的策略进行优化。布局尺寸优化采用内点罚函数法、Powell方法和黄金分割法,在保证稳定性约束条件下减少结构重量;铺层顺序优化运用了铺层参数的概念来提高优化效率。算例表明,该方法在满足约束条件的情况下,很好地实现了结构的减重,且求解效率较高,方便工程实用。     

汽车覆盖件模具型面的CAD/CAE协同设计

介绍了覆盖件模具型面的CAD/CAE协同设计技术,采用Pro/E和Dynaform软件对汽车顶盖的冲压模具型面进行了优化设计.通过CAE对预成形效果的评价,提出修改模具圆角和优化坯料几何尺寸的方案,解决零件在成形过程中出现的起皱、开裂失效等问题,有效地指导模具设计方案的改进并显著改善了零件的冲压质量.CAD/CAE协同设计技术可为覆盖件冲压模具和冲压工艺的优化设计提供指导.     

航空电子设备复合材料结构优化设计概述

复合材料由于其良好的性能而在航空电子设备中的应用越来越广泛。讨论了航空电子设备复合材料结构优化设计技术,对优化的数学模型展开论述,介绍了优化的五个层次的材料工艺优化、拓扑优化、位置优化、尺寸优化和铺层优化,同时阐述了它们的特点和相应的优化算法。继而针对航空电子设备,研究了复合材料结构综合优化方法。通过对某型天线罩进行结构优化设计,结果表明了优化方法的可行性。     

考虑多工况的复合材料车头外罩多目标优化

为了提升地铁车头外罩的静、动态特性,并最大程度发挥复合材料潜在性能、减少材料冗余,达到轻量化的目的,本文基于折衷规划法与层次分析法相结合的方法,利用OptiStruct软件对地铁车头外罩进行多目标优化设计。首先,建立复合材料地铁车头外罩有限元模型,将车头外罩分成5个部件作为优化变量,并进行有限元分析;其次,运用层次分析法确定每个工况的权重系数,并采用折衷规划法定义静态刚度与动态频率的综合目标函数,进行多目标自由尺寸优化;最后,通过尺寸优化、铺层顺序优化,得到最终优化方案。结果表明:优化后的玻璃纤维复合材料地铁车头外罩的轻量化效果明显;同时,车头外罩的静、动态特性均有不同程度的提高。     

四柱液压支架结构优化设计应用研究

在对固体充填采矿技术中四柱液压支架的主要类型、基本结构特性及现场应用进行总结分析的基础上,提出了四柱液压支架优化设计的基本原则,并给出了四杆连杆机构等关键结构部件的优化设计方法.进一步阐述了通过改变上杆铰接位置来优化四杆机构,通过加长或缩短顶盖来优化顶盖比的方法;并通过改变捣实结构的长度、铰接位置以及四柱刮板输送机的悬挂高度来实现捣实结构的优化.在此基础上,建立了四柱式液压支架的优化设计过程.实例表明,通过优化四杆机构,充填体的水平顶板间隙、垂直水平间隙、捣固角和捣固头间隙等性能得到了明显改善.根据本工作提出的优化设计方法,确定了顶盖长度,夯实了结构.     

汽车覆盖件模具型面的CAD／CAE协同设计

介绍了覆盖件模具型面的CAD／CAE协同设计技术,采用Pro／E和Dynaform软件对汽车顶盖的冲压模具型面进行了优化设计。通过CAE对预成形效果的评价,提出修改模具圆角和优化坯料几何尺寸的方案,解决零件在成形过程中出现的起皱、开裂失效等问题,有效地指导模具设计方案的改进并显著改善了零件的冲压质量。CAD／CAE协同设计技术可为覆盖件冲压模具和冲压工艺的优化设计提供指导。     

飞机金属-复合材料副翼结构优化技术

针对飞机副翼结构,讨论了一种金属一复合结构的联合优化设计方法。用拓扑优化方法得到传力路径并对金属骨架布局进行设计。对于金属部件,采用拓扑优化方法进行概念设计,然后通过尺寸优化等方法对各个具体部件进行详细设计。对于复合材料蒙皮,采用三级优化设计方案,从铺设角、铺层比例、铺层厚度、铺层块形状及位置以及铺层次序等多个方面给出层舍板的设计参数,并且在设计过程中充分考虑了制造约束。     

复合材料车轮结构轻量化的研究

减轻汽车质量、降低燃油消耗和减少排放污染成为汽车工业发展的核心问题,车身的轻量化对于整车轻量化起着举足轻重的作用,采用轻质材料是车身减重的重要途径。该文以某汽车为对象,采用复合材料对车轮的轮辋厚度、车轮安装凸缘厚度和车轮的轮廓尺寸进行结构轻量化优化设计,使车轮的重量最小化。对优化后复合材料车轮进行车轮弯曲疲劳试验,其应力、应变、位移值与优化前相近,但在重量上减轻了10.436%。