某客车车架结构多目标拓扑优化设计

整车轻量化的设计需求目前在所有汽车行业的车型开发中占有非常重要的地位,且此需求贯穿了每个项目开发设计的整个过程。车架是整车轻量化设计的重要研究对象。基于整车轻量化设计需求,采用基于折衷规划的多目标拓扑优化设计方法,以某中型客车车架的柔度最小化为目标函数,以体积比和一阶模态频率作为约束条件,对弯扭联合工况下的车架进行结构拓扑优化设计。经计算获得满足约束条件并使车架柔度最小的车架拓扑形态,为该型客车车架提供了结构的概念化设计方法。     

三轮摩托车车架优化设计研究

应用有限元方法,建立了某款三轮摩托车车架的梁单元分析模型,应用MSC.Nastran软件,模拟了车架在极限使用工况下的应力分布情况。在此基础上,以车架的强度为约束条件,车架管梁的截面尺寸为设计变量,车架质量最小为目标函数,基于专业优化软件HyperStudy建立了结构优化的数学模型,并进行了优化计算,从而获得了最佳的结构截面参数,使车架在满足约束条件的前提下,达到了质量最小的效果,有效地降低了成本。     

工程机械车架结构分析及优化设计

以某型号道路工程车辆车架为研究对象,在CATIA软件中建立了该车架的3D模型,导入Hypermesh进行网格划分并建立其有限元模型,根据车辆的实际工作情况,构建满载静止和支撑两种工况然后进行强度分析,选择应力与变形较大的工况进一步计算其模态频率。构建以厚度为应变量的响应面模型,基于车架近似模型以车架的总质量和第一阶模态频率作为优化目标,以车架的强度作为约束条件进行多目标优化。优化结果表明:在满足车架整体性能要求的前提下,优化后的车架第一阶模态频率提高了6%,并且车架质量减轻了7%,证实了该优化设计方法的有效性,为后续工程车架的设计提供指导。     

某车型铝合金前副车架拓扑优化概念设计

首先采用虚拟路面整车模型动态提载的方法确立了原钢制副车架各硬点在典型工况下的载荷，以此载荷作为铝合金副车架拓扑优化概念设计阶段的载荷输入。在Hypermesh的Optistruct模块对原副车架包络体进行拓扑优化，将体积百分比和加权柔度作为优化响应，以最小化加权柔度为目标，以体积百分比为约束条件，并引入对称约束与制造约束，进行多工况拓扑优化，获得了副车架最佳受力结构。采用材料替换的方法以铝代钢，拓扑优化概念设计后的副车架在不低于原副车架性能目标的前提下实现减重1.84kg，轻量化率达11.5%。通过对概念阶段的铝合金副车架进行性能分析，结果表明，铝合金副车架满足设计要求，此方法对于副车架概念设计阶段具有一定的可行性。     

集装箱吊架结构优化设计

采用拓扑优化、形状优化和尺寸优化对集装箱吊架进行优化设计。首先利用基于变密度法的拓扑优化,以柔度最小为优化目标,体积分数作为约束条件,得到设计空间内最优的材料分布路径。然后根据得到的拓扑结构重新设计,并在局部再一次进行拓扑优化,改善局部的拓扑结构。利用最终得到的吊架的拓扑结构建立新的有限元模型,综合运用形状优化和尺寸优化;以质量最小为优化目标,吊架的刚度和强度为约束条件,实现吊架的减重。通过综合三种优化方法,不仅提高了吊架的性能,而且大大降低了吊架的质量。     

氢燃料电池客车车架有限元分析及多刚度拓扑优化研究

以氢燃料电池客车车架为研究对象,首先应用HyperWorks建立12米氢燃料电池客车车架的有限元模型,然后对车架的9种典型工况进行有限元分析。最后,根据车架有限元分析结果,采用变密度法拓扑优化理论,以车架应变能最小作为目标函数,车架体积比作为边界条件,进行多工况下车架结构的多刚度拓扑优化研究。结果表明,通过多刚度拓扑优化可以提高车架的强度和刚度,并且实现车架轻量化,使之减重14.9%。     

碰撞载荷工况下某城市客车车架拓扑优化设计

在满足车辆行驶安全的前提下,实现结构的轻量化设计是必不可少的.以某城市混合动力电动客车车架结构为研究对象,对其进行多载荷工况下有限元分析,并考虑正面碰撞载荷工况条件.建立车架的多目标拓扑优化数学模型,采用权重比法确定各子目标函数的权重,最后按照各工况的最佳权重比对车架进行拓扑优化设计,并对新车架结构进行有限元校核.结果表明:优化后的车架减重5.02％,满足轻量化要求,同时新结构达到碰撞安全标准,所提设计方法有效.     

基于变密度法的超声辅助焊接小车车架优化及疲劳强度预测

磁铁安装车架作为超声辅助焊接小车的重要功能部件,对焊接小车超声波辅助空化系统稳定性、安全性及可靠性起到关键作用.基于变密度法和优化准则迭代法,对焊接小车进行拓扑优化分析,以结构柔度最小(外力功最小)为目标函数,体积分数≤54％为约束条件,得到了车架结构的新方案;结合车架材料疲劳失效机理对其进行了疲劳强度预测,构建了车架...     

基于拓扑优化法的副车架概念设计

副车架是连接悬架与车身的重要连接件。为避免传统副车架设计中穷举设计方案后校核的繁复研发流程、缩短开发周期和在新副车架早期开发设计中提供参考,现将变密度法的拓扑优化技术引入乘用车副车架概念设计中[1-7],提出1种正向设计思路。首先使用hypermesh对某乘用车副车架典型工况下的受力情况进行有限元分析。参照乘用车副车架与周边零件相对位置关系,在空间上划分设计区域。然后以设计区域为拓扑优化空间,以单元密度为设计变量,以体积上限为约束条件,定义在多工况条件下的多目标等权重的拓扑目标函数,并通过添加加工约束改善云图。最后依据拓扑云图所示副车架材料分布进行副车架概念设计。通过对该设计方案进行限元分析并与标杆副车架对比发现该副车架设计方案不仅各工况下应力水平低于原方案,而且重量更轻,验证了拓扑优化概念设计方案可行。     

多工况下地铁车辆齿轮箱吊座拓扑优化设计

采用变密度法,以齿轮箱吊座多工况刚度最大化为目标函数,以体积比、一阶频率和工艺要求为约束条件,建立了吊座结构多工况拓扑优化模型.通过OptiStruct软件的优化,得到结构的拓扑优化结果,结合工艺要求对优化后的结构进行重新建模,分析了结构在三种工况下的应力分布和一阶频率.结果表明,吊座质量减轻了约7kg,结构一阶固有频...     

稳健优化的表述、不确定分析与求解策略

首先通过对优化问题的表述,说明稳健优化与传统确定性优化的区别。稳健优化需进行不确定性分析,为此对目标的均值和方差同时进行优化。然后分析和比较了蒙特卡罗法、基于敏感度法、解析法、基于代理模型法等不确定性分析方法的特点,其中着重介绍了基于代理模型的不确定性分析方法。最后讨论了2类求解稳健优化问题的策略：加权法和多目标遗传算法。     

门座起重机四连杆组合臂架变幅系统优化方法

优化设计是由最优化理论和计算机技术与工程技术相结合而逐渐形成的一种现代设计方法和技术,在解决复杂的工程设计问题时,应用优化设计方法可以较快地实现设计方案的优化,提高设计效率和设计质量。文中论述的几种方法切实可行,他系统地研究了四连杆组合臂架变幅系统优化设计中的几种方法,提出了解决问题的途径;对于四连杆组合臂架变幅系统的初始点提出了优化设计初始点改进的方法,效果理想。     

基于ANSYS的轨道车辆车轮与轨道接触分析及优化设计

针对特殊车辆中的轨道车辆车轮与轨道相互接触的问题,结合赫兹接触计算理论,改进计算因子。建立三维模型,并且对模型进行有限元分析,得到位移及应力云图。建立数学优化模型,对于结果进行优化。结合实例加以说明。     

基于整型编码遗传算法的连续体结构的拓扑优化

采用整型编码的遗传算法对结构进行拓扑优化，并引入浮点型向量的交叉和变异方式，提高个体间的遗传操作效率：最后通过对悬臂薄板结构的拓扑优化分析，验证了所提出方法的有效性，并讨论了基于整型编码的遗传算法不同交叉方式对结构拓扑的影响。     

基于有限元法的焊管钢板下料尺寸优化设计

过去由于生产的HFW焊管厚度与外径的比值(厚径比)较小,往往不考虑钢板厚度对焊管冷弯成形的影响,原料钢板的表面宽度尺寸被设计为上下相等。这种设计方法得到的原料钢板在生产厚径比较大的HFW焊管时可能造成焊接困难。为此,结合有限元分析法,提出了一个HFW焊管原料钢板尺寸的优化设计方法,并用该方法对某钢厂HFW焊管生产线的原料钢板进行了尺寸优化设计,检验了该方法的有效性,同时还研究了焊管厚径比与原料钢板最佳尺寸之间的关系。     

摆套密封及其优化

本文对一种新型密封技术摆套密封作了参数优化，为该结构的设计提出了一套有效的理论分析方法和进行结构参数的优化方法。     

某桥式起重机主梁结构轻量化设计

研究了某桥式起重机主梁的轻量化设计,首先介绍了有限元分析过程,其次对该桥式起重机进行了结构优化设计,最后针对目前较先进的控制方式和小车的轻量化减轻了主梁载荷的情况,对新载荷下的桥式起重机进行了结构优化设计.根据有限元计算结果,通过结构优化使该起重机主梁的自重减少了8.5％,在新载荷下结构优化使其减少了10.6％,表明小车自重以及控制方式的改进对主梁的轻量化设计有很大的影响.     

双速多用绞车传动系统优化算法研究及实现

分析研究了双速多用绞车传动系统，建立了优化模型，并提出了一套切实可行的优化算法。对于同类齿轮传动CAD有着借鉴意义。     

基于MATLAB的在工程事故分析中的优化设计

主要使用MATLAB工具箱分析在工程事故中制造公差对工程质量的影响，分析发生工程事故的根本原因，根据分析结果采取相应措施以减少事故的发生。     

基于粒子群算法的车间布局优化应用研究

研究了某机加车间零件生产工艺路线,以典型加工工艺为主要参考,构建车间设备最优布局数学模型。应用基于分工合作的粒子群优化算法,在粒子群搜索的不同阶段给予粒子不同的惯性权值,对模型进行计算求解,提高算法的搜索及收敛效率。通过车间典型加工工艺与设备实例模型,验证了基于粒子群优化算法对车间设备布局优化求解的可行性及有效性。