基于Inspire的液压挖掘机中部平台主梁拓扑优化设计

以挖掘机中部平台主梁为研究对象,构建刚度、静态强度优化模型。以减重5%作为优化的目标函数,使用Inspire拓扑优化设计工具,对中部平台进行拓扑优化。研究发现,该方法可有效地降低中部平台主梁的质量,对其他机械类产品轻量化设计具有一定的指导意义。     

方程式赛车悬架摇臂的设计及其拓扑优化

将悬架导向机构简化为平面连杆机构,进行摇臂的结构设计,通过Solid Thinking Inspire软件,对某方程式赛车悬架摇臂结构进行拓扑优化设计。在保证结构安全的前提下,通过拓扑优化原理,使摇臂轻量化,然后利用ANSYS Workbench对其分析校核。结果表明,其轻量化效果明显,且具有较高的强度和刚度。     

某专用车辆车架多工况拓扑优化设计

根据某专用车辆初步确定的造型和总体布置要求,同时满足车辆在复杂的林区行驶环境中具有良好静动态特性的要求,并实现结构轻量化,利用拓扑优化设计的方法设计了某专用车辆的车架。在概念设计阶段建立了车架结构的拓扑优化设计空间,以弯曲和扭转工况下的柔度最小化为目标函数,以体积为约束条件进行单工况和多工况拓扑优化设计,得到了合理的车架拓扑结构。最后,对优化后的新车架进行了多工况静力学分析和模态分析,通过分析结果可知,新车架具有较高的强度和刚度以及良好的动态特性。     

基于拓扑理论的新能源客车车身优化设计

提出了基于拓扑优化方法对某型号新能源客车车身骨架进行轻量化设计的方法。采用变密度法,以车身的柔度最小为目标,以体积为约束,利用Ansys软件对客车车身骨架进行了拓扑优化设计并设计出新型客车车身骨架。计算机仿真结果表明,经过优化设计后的客车车身重量比优化前减少了29%,取得了较好的轻量化效果。     

集装箱半挂车车架结构拓扑优化设计

用ANSYS软件对某集装箱半挂车车架进行了结构拓扑优化设计。探讨了拓扑优化设计过程中，基本结构建立、优化过程控制及优化结果分析与应用等问题，分析了ANSYS软件中有关拓扑优化函数的应用方法。实现了拓扑优化方法在汽车结构的初始设计过程中的应用。     

基于节点变量法的连续体结构拓扑优化设计

为避免结构拓扑优化设计中的数值不稳定性及考虑制造因素,提出了一种节点变量的连续体结构拓扑优化设计方法。在指定的子区域内,采用不依赖网格的映射函数表示节点设计变量与节点密度变量的关系,实现最小尺寸约束,以满足加工工艺要求。以应变能力最小化为目标函数满足结构刚度要求,以结构体积作为约束,建立最小尺寸约束下的连续体结构拓扑优化模型,将移动近似算法用于拓扑优化问题求解。数值算例结果表明,提出的方法应用于连续体拓扑优化设计中是有效的,能够消除数值不稳定性现象获得清晰的拓扑结果,结构便于制造加工。     

基于ABAQUS的飞机起落架扭力臂拓扑优化分析

起落架是飞机在起降过程中重要参与部件,也是飞机主要承重受力部分,对飞机起落架扭力臂的轻量化设计具有重要的研究意义。以飞机起落架的扭力臂为研究对象,利用仿真软件ABAQUS对其建模,导入优化设计模块,使用该软件自带的条件算法对飞机起落架扭力臂进行拓扑结构优化。拓扑优化后,与其初始设计模型相比,在承受的载荷基本不变情况下,应力减少了4%,体积减少了50%,满足扭力臂轻量化设计需求。     

某柴油机带轮室的轻量化设计

本文研究了采用拓扑优化方法对某柴油发动机的带轮室进行了结构分析及优化设计。通过对现有带轮室的结构进行优化设计,在保持原有所有功能及结构强度的同时对该件所需的材料进行合理的重新布置,有效地减少了材料的使用,降低了零件的用料成本。通过轻量化设计,可以有效减轻整车质量,降低汽车的燃油消耗,节能减排,提高产品的市场竞争力。     

连续体结构与支撑综合拓扑优化设计方法

针对标准结构拓扑优化时支撑边界条件预先给定不变的情况,将支撑作为设计变量参与优化过程,提出了一种基于SIMP的结构与支撑综合拓扑优化设计方法.这种方法被应用到最小柔度的刚度拓扑优化设计中,进行了二维数值实验,并讨论了成本系数、弹簧原始刚度和中间支撑密度单元对结构拓扑优化分布的影响.     

基于ANSYS Workbench的发动机支架优化设计

以某品牌发动机支架为例,运用SolidWorks软件进行参数化三维建模,通过ANSYS软件的"双向参数互动技术"将模型导入到ANSYS Workbench中。利用ANSYS Workbench对该发动机支架进行静力分析,得到发动机支架准确的受力情况和应力分布部位,然后在静力分析的基础上完成该支架的几何尺寸优化和拓扑优化,拓扑优化后的发动机支架在不影响零件工作性能并且满足材料强度要求的条件下约节省40%的材料成本。新一代协同仿真环境ANSYS Workbench的应用,不仅满足了现代企业并行设计、快速设计的需要,也同样实现了产品质量的提高,材料成本的降低,在很大程度上缩短了工业产品的设计周期。     

基于SolidWorks轴类零件优化设计

阐述利用SolidWorks对轴类零件的建模方法。通过SolidWorks中的Simulation有限元分析软件对零件模型进行静力学分析,不用经过复杂的数学运算就可以校核轴的设计合理性。通过评估优化算例进行优化,实现轴类零件的最优化设计,设计过程中要抓住设计参数间的关系及其对强度的影响。     

基于拓扑优化方法的赛车制动踏板轻量化设计

为了得到轻量化的赛车制动踏板,将拓扑优化方法引入到踏板的结构设计中,建立了轻量化优化设计的数学模型;并对踏板初始设计几何模型进行了3种受力情况的减重优化,得到质量分别减少301.5,319,293.95g的3种拓扑结构;最后,根据实际工况和机加工工艺要求选择第2种方案进行了强度、安全系数和寿命的仿真校核和样件的加工制造,并装配到赛车上进行了物理实验。结果表明,优化设计的制动踏板满足工作要求。     

基于拓扑优化和形状优化方法的主轴承盖结构设计

提出基于拓扑优化和形状优化的主轴承盖结构设计方法.在拓扑优化建模中,提出基于RAMP插值函数的ICM拓扑优化方法.在形状优化建模中,提出基于近似一差分敏度分析方法的形状优化方法.拓扑优化和形状优化模型以结构响应量为约束,体积最小化为目标,保证不同层次优化模型的承接性.针对某内燃机主轴承盖进行优化设计,优化结构分析结果表明,优化后的主轴承盖在满足结构刚度和强度条件下实现了结构体积最小化.证明提出的方法在主轴承盖结构设计中可行且有效.     

离心泵蜗壳拓扑优化设计方法研究

为了提高离心泵的水力性能,采用拓扑优化方法对离心泵蜗壳进行拓扑优化设计,建立了优化数学模型,优化目标函数为最小化流体的总压损失,约束条件为流体域的体积约束.基于OpenFOAM,编制了优化问题分析和求解程序,通过连续伴随法求得目标函数对设计变量的灵敏度,采用移动渐近线法(MMA)求解优化问题.二维蜗壳优化结果表明,提出的蜗壳拓扑优化方法能够获得蜗壳优化设计方案,得出的蜗壳结构与用传统设计方法设计出的蜗壳结构十分接近,且拓扑优化方法下的蜗壳流场内总压损失更小,特别是在传统蜗壳设计方法不适用的情况下,该方法能够自动获得蜗壳构型.研究结果对于拓展离心泵优化设计方案具有一定的借鉴价值.     

基于ANSYS的永磁电机转子冲片结构的优化设计

运用ANSYS的优化设计模块对永磁电机转子冲片隔磁桥附近的结构进行优化设计,采用APDL参数化设计通过拓扑形状优化功能确定冲片优化的初始区域,在此基础上运用尺寸优化功能确定最优的形状尺寸参数,最终结合工程化要求确定转子冲片的施工结构尺寸。电机最后通过最高转速试验表明文章运用的结构优化设计方法切实可行,满足工程化生产要求。     

大吨位起重吊钩装置有限元分析与优化

起重吊钩作为起重机的关键装置,对于保证正常起重作业有着重要的作用。为了验证某新中式大吨位起重机起重吊钩结构改进后的力学性能,在起重机静载试验载荷作用下,对有无开孔两种起重吊钩进行静动态分析,对比应力、变形结果,确定优化情况;再对开孔吊钩进行自由模态分析并对其进行动态特性研究。仿真结果表明,该起重吊钩比原结构在质量上减少了8.66%,满足静强度设计要求,提取的低阶固有频率与振型为“绿色”起重吊钩设计与制造提供了一种参考。     

浅谈车辆工程CAE中拓扑优化技术的应用

针对车辆工程中不同车型部件结构的特点,阐述了结构拓扑优化设计的一般流程,报告了代表性较强的相关软件应用现状与发展,包括优化过程中有限元分析模型的数据转换、分析计算、CAD优化模型提取.对提高整车零部件刚度、降低车身骨架及各零部件自重的优化分析应用研究进行了概括.实例论证了应用有限元法进行机械承载结构拓扑优化设计是一种有效的优化方法,可为机械结构及零部件轻量化设计提供重要的概念化设计参考,对今后结构优化中拓扑优化技术发展方向、应用范围及趋势作出了展望.     

大学生方程式赛车车架的拓扑优化设计

为了提高方程式赛车的力学性能并减轻重量,对车架进行了拓扑优化设计。考虑了多种行驶工况的载荷对车架的作用,建立满足各总成布置和实际行驶要求的新设计结构,有限元分析和试验结果标明,该车架设计合理,说明拓扑优化设计方法进行方程式赛车车架的有效性和可行性。     

基于遗传算法的田间排水系统优化设计

针对传统经验试算法的低效性,将遗传算法(GA)用于解决田间排水工程设计中的非线性优化问题.从田间排水系统的任务出发,分别介绍了田间排水沟的断面优化设计和间距优化设计方法,并运用遗传算法进行模型求解.实例表明,遗传算法能够有效解决田问排水沟的优化设计问题,并且能严格满足系统约束条件,操作简单,计算效率高.     

飞机起落架撑杆结构有限元分析及结构优化

根据设计要求建立了某型飞机起落架撑杆的三维模型,然后利用Ansys Workbench有限元分析软件分析其强度,得出最大应力,然后与材料强度值进行比较,再利用软件的拓扑优化功能进行结构优化,优化后再次利用Catia软件进行建模,利用Ansys Workbench软件进行强度校核,结果满足使用条件,在满足强度要求的条件下有效实现了减重设计。