集装箱平车车体结构优化设计研究

摘要

结构优化设计是综合性、实用性很强的理论和技术。因为结构优化设计从最初被动的分析校核上升为主动的设计与优化，所以结构优化设计也具有了更大的难度和复杂性。 本论文针对大型结构优化设计面临的问题，结合具体工程项目进行研究和探讨，主要内容包括： 1．针对本论文关于集装箱平车车体的形状优化问题，利用HYPERMESH中的 HYPERMORPH模块，通过对“域”和“柄”的操作来控制网格形状的改变，以解决网格畸形问题，得到较好的网格质量，为进一步的形状优化做好准备。 2．研究各种优化算法。根据本论文连续离散混合变量优化设计问题的特点，考虑现实因素，采用试验设计组合数值优化算法进行优化。利用少数的试验设计计算得到较好的初始点，然后利用数值优化算法进行优化计算，既提高了找到全局优化解的可能性，又大大提高了优化效率。 3．利用ISIGHT集成优化功能集成强度刚度分析仿真程序ANSYS和HYPERMESH的形状变形模块HYPERMORPH，对集装箱平车车体进行尺寸及部分形状优化，实现车体的轻量化设计。结合工程实际，为设计人员的设计提供多种参考信息。本文对大型结构优化设计的深入研究和应用提供了有价值的参考。

目录

文摘

英文文摘

学位论文版权使用授权书

致谢

1绪论

1.1工程结构优化设计概述

1.1.1工程结构优化设计

1.1.2结构优化设计按设计变量类型的分类

1.1.3优化算法按理论基础的划分

1.2离散变量结构优化设计概述

1.2.1离散变量结构优化设计的发展

1.2.2离散变量结构优化设计的算法分类

1.3结构优化设计的研究现状

1.4课题的提出

1.4.1结构的形状优化问题

1.4.2优化算法的选择

1.4.3基于Isight优化平台的大型结构优化设计

1.5论文的研究意义及组织结构

1.5.1论文研究意义

1.5.2论文组织结构

2集装箱平车的形状优化设计

2.1结构的形状优化概述

2.2 HYPERMORPH简介

2.3对集装箱平车进行形状优化设计

2.4本章小结

3优化算法的选择

3.1离散变量结构优化设计的算法介绍

3.2ISIGHT优化算法简介

3.2.1数值优化方法

3.2.2探索优化方法

3.2.3专家系统优化

3.3本论文的优化算法选择

3.4本章小结

4集装箱平车车体尺寸及形状多工况优化

4.1 ISIGHT优化平台及优化流程介绍

4.1.1 ISIGHT优化平台简介

4.1.2 ISIGHT用于结构优化设计的基本步骤

4.2模型准备

4.2.1集装箱专用平车基本组成

4.2.2集装箱专用平车结构离散模型

4.2.3约束处理

4.2.4计算工况

4.3车体结构优化数学模型的建立

4.3.1设计变量

4.3.2约束条件

4.3.3目标函数

4.4任务集成

4.4.1命令流文件的准备

4.4.2 ISIGHT集成流程

4.5试验设计

4.5.1试验设计方法概述

4.5.2正交试验设计

4.5.3用ISIGHT进行正交试验设计

4.6优化运算及结果分析

4.6.1优化参数选择

4.6.2优化历程及结果分析

4.7本章小结

5总结与展望

5.1全文总结

5.2研究展望

参考文献