作者:刘善英; 宁子允 期刊:《大众科技》 2019年第11期
D柱作是白车身重要的环状结构之一,对白车身的扭转性能贡献较大。文章主要基于车身结构拓扑优化及CAE分析,通过拓扑路径找出影响扭转性能敏感的D柱上下接头区域,从而探讨了一种新型D柱结构设计,提高D柱结构的扭转性能。该结构具有扭转性能提升较高、且重量成本增加较少的特点,更符合品牌、售价一般的国内自主品牌车型,且该结构实施简单,工艺成熟,在成本、重量、性能及工艺实施等综合性方面具有合理性,普及性高。
作者:王铁; 郭利祥 期刊:《装备制造技术》 2019年第11期
将拓扑优化方法应用于电动汽车零部件轻量化的设计中,在完成轮毂电机相关结构的设计以及结构强度分析之后,利用拓扑优化方法得出结果,再设计出新结构,并在分析验证通过之后,完成对部件结构的优化,可以提高材料的利用率,有效降低结构质量。
作者:王鲁斌; 何府林 期刊:《汽车实用技术》 2020年第02期
用变密度法建立结构拓扑优化的数学模型,利用有限元分析软件Hyperworks中的Optistruct模块对某车型汽车排气管吊耳支架进行拓扑优化设计,并对优化后的结构进行强度分析和台架试验。试验结果表明,优化后的结构强度要优于优化前的结构强度。应用此方法可大大缩短汽车钣金类零件的设计周期,减少生产成本。
作者:沈伟平; 王成; 贾超凡 期刊:《机械工程师》 2020年第02期
对光学瞄准镜镜身关键工序目镜端在专用夹具上的定位、夹紧方案进行研究,并根据零件的结构特点,设计目镜端专用夹具。采用ANSYS Workbench有限元软件对夹具中的夹紧弹性件进行静态结构分析,得到其应力和刚度。在保证夹具强度和刚度的前提下,基于ANSYS Workbench软件的拓扑优化模块,对夹紧弹性件进行优化设计。优化后的夹具质量减少了10.8%,提高了夹具的整体稳定性和材料利用率。
作者:周博; 田大庆; 江怡舟; 邓皓 期刊:《机械》 2020年第01期
针对某轻卡汽车的尿素罐支架,本文在HyperMesh中建立了三种工况下的拓扑优化模型,并利用OptiStruct进行优化求解计算,得到了尿素罐支架的最佳材料分布路径。根据拓扑优化结果,在原模型的基础上进行了轻量化设计,并在相同工况下重新进行静力学分析。结果表明新设计的尿素罐支架在保证结构性能要求的前提下明显,对类似的钣金盒子结构的设计具有极大的指导作用。
作者:叶继红; 陆明飞 期刊:《工程力学》 2020年第02期
单层网格结构中的节点不仅须传递轴力,也须传递两个方向上的弯矩。因此,单层网格结构中的节点为受力复杂的刚性节点,应具有合理的结构形式和良好的力学性能。同时,单层网格结构节点连接复杂、高空施工难度大,节点与杆件应有可靠、方便、通用的连接方式。该文提出了单层网格结构刚性节点优化设计方法:通过构造设计节点端,实现节点与杆件的连接;通过对受力复杂的节点核进行拓扑优化,开发高效的受力节点形式。在优化模型中,通过与外荷...
作者:佘高翔; 马力; 赵永辉 期刊:《客车技术》 2008年第05期
介绍了客车车身整体骨架拓扑优化原理及方法,针对典型大客车建立了整体骨架的拓扑优化模型,并进行了拓扑优化计算,在保证整体骨架强度刚度的前提下,使其质量显著降低,取得了较好的拓扑优化设计效果。
作者:周鹤; 马力; 赵永辉 期刊:《客车技术》 2009年第01期
阐述了对拓扑优化结果进行可制造化处理需要遵循的一般过程及基本原则,对大客车车身骨架拓扑优化结果进行了可制造化处理.建立了新车身骨架结构。经过验算,在保证结构强度刚度的同时,新结构与原结构比质量降低了37%,算例表明处理方法的可行性。
作者:徐栋恺; 汤禹成; 陈军 期刊:《模具技术》 2009年第04期
高强度钢板在车身上的广泛应用使得冲压模具受力恶劣,在模具设计时往往会凭借经验人为放大安全系数以保证模具安全,造成模具整体质量增加,间接造成其制造成本和使用成本上升。为了解决上述问题,以LS—DYNA和Hyperworks作为研究平台,提出了一种以降低质量为目的的模具结构优化方法,实现阶梯形底面盒形件拉深模具的压边圈总质量下降289/6,并通过物理试验对优化结果进行了验证。研究表明,拓扑优化技术是减轻冲压模具质量的有...
作者:刘家彤; 王春洁; 吴健; 付志方 期刊:《机械设计与制造》 2020年第01期
针对结构拓扑优化中存在的计算量大,计算效率低的问题,以二维结构拓扑优化问题为研究对象,提出了一种GPU并行计算方法。通过对已有串行算法进行研究,结合GPU并行计算的基本特点,采用节点刚度方法计算结构刚度矩阵,相对于MATLAB向量化计算,该算法加速效果显著。以固体各向同性材料惩罚法进行结构拓扑优化为例,在CUDA平台下实现了对结构化网格二维拓扑优化问题的GPU并行计算,得到了清晰的拓扑构型,将该方法与现有计算方法进行对比,GP...
为提高平地楼道两用攀爬清洁机器人底盘刚度、强度和稳定性,减小结构重量,总结了平地清扫和不同楼梯角度下的攀爬清扫四种典型工况的工作特征。分析了攀爬清洁机器人的组成和工作原理,建立了各典型工况下工作载荷的数学模型。采用拓扑优化的优化设计方法,对机器人底盘结构进行优化设计,得到了底盘的最佳材料分布。基于空间钢架的有限元分析法,获得了底盘钢架的最大弯矩、最大扭矩、剪力和最大变形,并建立了底盘理论力学模型。采用...
作者:黄蔚; 何锋; 李家俊; 高洋洋 期刊:《应用力学学报》 2019年第06期
为优化某SUV汽车切换机构壳体、降低材料成本与应用成本,对切换机构壳体进行了材料与结构的轻量化设计。首先建立了切换机构的有限元模型,基于静力学分析结果,选用PPS工程塑料替换传统材料A380型铝合金作为壳体材料;再对拓扑优化后的壳体结构去除了高密度区域的多余材料并构建加强筋;最后利用Solidworks与ANSYS无缝衔接技术建立新结构的参数化模型,采用中心复合试验设计方法得到了壳体壁厚、加强筋厚度、连接台高度这3个设计参数所...
作者:隆 期刊: 2019年第12期
介绍了一种用于保形冷却通道设计的耦合热流拓扑优化算法,该算法是基于纳维-斯托克斯方程和对流扩散方程的耦合而得到的。利用伴随法导出解析灵敏度后,采用基于梯度的优化方法求解。材料的分布直接取决于流动阻力、热传导、自然对流和强制对流的影响,该方法将通道位置问题转化为材料分布问题,实现了具有最佳传热和平衡流动的二维概念设计,并进一步转化为三维冷却通道设计。从工业生产环境下保形冷却通道注射模具的设计、仿真、三维...
作者:贾东升; 高彤; 唐磊; 许英杰 期刊:《航空制造技术》 2019年第21期
以热压罐成型复合材料所用框架式模具为研究对象,着眼于温度变化较大的热压罐成型工况,目标为降低模具型面的热变形。建立框架式模具热力耦合拓扑优化有限元模型,对模具进行变形分析,得出影响模具型面变形的主要因素;通过模具型面总变形在X、Y、Z方向变形分量的比较,结合工程实际,确定了模具设计需要重点关注型面展向变形。发展了热弹性耦合结构拓扑优化设计方法,对比各工况下的拓扑优化设计结果,得到了镂空型周期性框架式模具构型...
作者:鄢强; 邓祥丰; 陈代玉; 宋慧瑾; 王洋; 夏凯 期刊:《盐城工学院学报·自然科学版》 2019年第04期
利用SolidWorks软件建立谷物脱粒机的三维模型,通过ANSYS workbench对其机架进行静力学分析,研究计算机架整体的应力分布和变形位移情况;参考静力学分析结果,以减轻机架质量为目的,对其结构进行拓扑优化设计。结果表明,改进后的机架在满足结构使用性和材料力学性能基础上,质量减少了10.98%,实现了脱粒机机架的轻量化设计,节约制造成本。
作者:王月; 沈志华; 肖伟; 张攀; 刘均; 程远胜 期刊:《中国舰船研究》 2019年第06期
[目的]基座结构的阻抗值及不同加载点间的阻抗均匀性会影响水下结构物辐射噪声。[方法]以一典型水下结构物长基座结构为研究对象,将基座腹板单元密度作为设计变量,提出以提高基座阻抗均匀性为目标的拓扑优化数学模型,并根据优化结果提出有效的腹板开孔形式。在此基础上,以基座各板厚作为设计变量,同时将基座的阻抗值及阻抗均匀性作为目标,建立基于宽容排序法的多目标尺寸优化数学模型,获得基座面板、腹板和肘板板厚优化方案。[结果...
以VLCC货舱区域内横向强框架作为优化对象,提出了一套适用于复杂工况下横向强框结构的拓扑优化设计流程,包括横向强框架设计域范围、工况筛选准则及权重系数、约束条件等。基于该优化思路,在HyperWorks/OptiStruct软件中针对某型VLCC货舱内横向强框架开展多工况拓扑优化计算,最终得到了合理的拓扑构型。研究表明,该优化方法具有有效性与可行性,可为大型油船横向强框架的优化设计提供一种技术手段,同时还可为其他船体结构的拓扑优化...
作者:李帅远; 王然然; 周鹏 期刊:《中国重型装备》 2020年第01期
通过对桥式起重机主梁进行力学拓扑优化,用灵敏度过滤法分析不同过滤半径对优化结构的影响。选择合适的惩罚因子和过滤半径,解决了有限元拓扑优化的中部优化不稳定现象,使约束条件下主梁材料最优分布,使起重机主梁轻量化,同时提高基频。
作者:鲍鼎文; 严鑫 期刊:《时代建筑》 2019年第06期
21世纪随着计算机和数字模拟技术的不断发展,越来越多的建筑师、设计师以及艺术家们在追求建筑形态美观的同时也开始追求结构承载的最佳性能。建筑师和结构工程师们也渐渐将目光投向学科交叉处。在这里,不同专业的观点和思想可以相互碰撞而产生新的火花。基于结构性能的建筑找形设计可以追溯到安东尼•高迪(Antoni Gaudi)的倒挂悬链实验。随后,从薄壳结构为主的力学建构技术发展到拓扑优化结构性能生形,越来越多的数字技术被应用于...
作者:李建军; 隋哲 期刊:《成组技术与生产现代化》 2019年第03期
为了提高斗杆的刚度并减小其质量,以BD85W型液压挖掘机的斗杆为例,应用变密度拓扑优化方法,以刚度最大为目标,以体积分数为约束,对斗杆结构进行优化设计,得到了液压挖掘机斗杆的新结构.斗杆的新旧结构对比表明:斗杆新结构体积减小18.22%,刚度增大6.58%,达到了预期的刚度要求.拓扑优化方法有利于提高产品的系列化程度和设计水平,能为挖掘机斗杆的结构分析和优化设计提供参考.