一种含异形结构的汽车合装吊具设计与优化

为解决汽车合装吊具采用传统型材导致的自质量大、美观性欠佳及折弯处应力集中等问题，设计了一种以非均匀有理式B样条曲线(Non-Uniform Rational B-Spline, NURBS)为轮廓的异形吊臂结构。对吊臂结构进行用材分析，通过传统型材结构与异型结构的对比，提出一种以异型基本单元为结构主体的定制化设计流程。通过有限元分析软件对吊臂及吊具整体结构进行静力学分析，验证了结构设计的可行性；根据变密度法原理对吊臂结构进行轻量化设计，采用Inspire软件的OptiStruct求解器对其进行拓扑优化，得到3种轻量化结构方案并进行优选。综合考虑可能出现的复杂工况，对连接结构进行二次拓扑优化设计，得到最终结构优化方案，为机械装备的轻量化设计提供参考。     

整车下线灯光检测装备的轻量化设计与结构优化

为节约整车下线灯光检测装备的制造材料，降低生产及运输成本，根据零部件模块化、标准化及重用性要求，对其内部桁架结构进行轻量化设计，建立了三维数字模型；对桁架结构的强度和刚度进行分析与校核，得到应力与应变云图；将应力和应变作为约束条件，通过响应面分析，以多元二次回归方程模拟输入参数和输出参数间的函数关系，采用目标驱动优化分析法对桁架梁型材的截面尺寸进行优化，得到最优尺寸；以改进后桁架的重力为预应力，对立柱进行特征值屈曲分析，并进一步进行轻量化设计，总体减重率达到30%。通过静力学分析，验证了其结构的稳定性。在保证结构稳定性的前提下，实现了对检测装备的轻量化设计。