尺寸优化

摘要： 商用车车架是整车各总成以及零/部件的承载基体,而车架纵梁又是车架最主要的承重部件,为使商用车轻量化,从而满足市场对汽车低能耗、高效率的需求,以某电动商用车车架为研究对象,建立了车架有限元模型,采用结构设计的方法,对车架纵梁结构进行了重新设计。并对改进车架进行了尺寸优化设计,以车架纵梁和横梁的厚度为设计变量,以1阶模态频率、弯曲工况下加载点的最大位移和扭转工况下加载点的最大位移为约束条件,以车架质量最小为目标函数,对车架进行了尺寸优化。对传统车架和改进车架进行对比分析,分析结果表明,改进车架质量减少了174.40 kg(27.60%),在保证车架安全性能的同时实现了轻量化。

摘要： 针对一款铝合金挂车车架,利用HyperWorks对其进行了3种载荷分布、4种典型工况下的静力学分析,得到该车架在不同情形下的应力、变形分布,为车架优化建立了基础,并对挂车实际使用提出了建议。基于分析结果进行尺寸优化,在满足强度、变形的要求下达到了部件轻量化目的。

摘要： 建立模型以解决飞机货运舱门解锁机构的串联四连杆机构的尺寸优化,将几何约束、传动性能约束、边界条件约束和运动轨迹约束等作为优化的约束条件,利用遗传算法和非线性规划完成机构的优化,并对比了2种算法结果的优劣与特点.结果表明:2种算法优化有效改善了机构输出角的运动关系,使之更接近于理想情况;非线性规划优化的输出角在上升阶段与理想情况差异较大,而在平稳阶段的角度保持稳定性较好.

摘要： 为了快速评估和提高新型钢铝混合摩托车车架的安全性能,以某款钢铝混合摩托车车架为研究对象,采用HyperMesh软件对其进行性能分析与优化。建立钢铝混合摩托车车架有限元模型,研究钢铝混合摩托车车架在水平载荷、垂直载荷和坐垫载荷3种工况下的最大应力和最大位移。提出一种以Hammersley采样方法改进传统试验设计方法的哈默斯利采样-试验设计(Hammersley Sampling-Design of Experiment,HS-DOE)法,以钢铝混合摩托车车架主要截面厚度为设计变量,分析其对该车架最大应力、最大位移、模态频率和质量的主效应,获得对目标响应较敏感的设计变量。基于此,以钢铝混合摩托车车架强度和模态频率等为约束条件,坐垫载荷工况最大位移最小化为优化目标,采用OptiStruct求解器对钢铝混合摩托车车架结构进行多目标优化设计,并对优化结果进行仿真分析。结果表明,HS-DOE法可以得到更均匀的样本点,在满足设计要求的前提下,使钢铝混合摩托车车架在水平载荷工况下最大应力减小了41.44%;垂直载荷工况下最大应力减小了16.88%;质量减小了1.88 kg,相比优化前减小了10.23%。

摘要： 本文从流固耦合理论研究视角出发,围绕铝制客车骨架轻量化优化展开研究分析。为了能够获取铝制品对客户骨架轻量化所产生的积极影响,本研究采取了大量模拟测试分析实验,主要选取6061铝和5086铝作为主要研究对象,并从中获得了分析所需要的相应结果,与钢制客车骨架的各项基准性能指标进行对比分析,其主要涉及的实验指标主要涉及到了材料类型、灵敏度分析、尺寸优化等多方面,通过综合数据分析,对铝制客车骨架性能进行流固耦合和模态分析。研究结果表明,经过优化后的铝制客车骨架不会在运动过程中产生核磁共振现象,且经优化后的铝制客车应力最大极限值降低,最大谓位移量下降,骨架的结构刚度得到显著提升,不仅能够满足客车骨架基本性能要求,还具有显著的轻量化效果。

摘要： 以某型高速集装箱平车底架为研究对象,在HyperMesh中建立其有限元模型,参照相关标准确定底架在典型工况下的载荷及约束条件,对其进行静力分析。在OptiStruct模块下,依次采用尺寸优化和拓扑优化方法进行多工况优化分析,在保证底架结构性能的前提下,实现了结构轻量化。

摘要： 针对单臂行星架质量大的问题,在保证行星架刚度不降低的前提下,先利用结构拓扑优化对行星架臂板材料分布进行优化,分析保留材料的体积分数对行星架刚度的影响;以行星架体积为优化目标,运用尺寸优化对行星架臂板进行优化,得到满足刚度要求的最小体积行星架。通过联合优化,确定最佳行星架结构,对优化前后行星架质量进行比较,结果表明,在满足行星架刚度不变的前提下,行星架组件的质量降低了22.6%,实现了轻量化设计的目的。

摘要： 在ANSYS和SolidWorks联合的设计仿真环境下,通过预留的数据传输接口进行零件的设计仿真一体化。在建模软件中建立模型后传输到仿真软件进行静力学分析,并通过结构优化模块中的优化组件进行尺寸优化,进而获取在特定工作条件下的尺寸最优解,为车架支座在给定工况下满足工作要求和轻量化提供了一定参考。

摘要： 为了降低热封刀的加热等待时间,同时将加热管产生的能量集中到热封膜接触面上,本文对包装机中热封刀结构进行改进.首先,我们建立热封刀温度场模型,并检验模型的准确性;然后,利用Ansys Workbench中目标驱动优化工具对热封刀特定尺寸进行优化;其次,利用Ansys Workbench中Genesis模块对热封刀结构进行拓扑分析并优化;在两者优化的基础上利用试凑法进行仿真实验,逐步调整热封刀尺寸.最终在封膜质量得到保证以及热封刀安装尺寸不变的情况下,加热管产生的能量大部分集中到封膜接触面上,而且封膜接触面的最高温度从160.25°C提高至373.61°C.结果表明借助Ansys Workbench仿真软件对热封刀结构进行改进,可以达到降低热封刀的加热等待时间,同时将加热管产生的能量集中到热封膜接触面上的目的.

摘要： 为确保活塞能够正常、稳定运行,对其进行了有限元分析,并对重要尺寸进行参数优化研究。首先采用ANSYS Workbench中的DM模块进行参数化建模,然后对其进行静力学分析与模态分析,得到最大变形位置与应力集中点。以此为依据,采用响应面法对其重要尺寸进行了敏感性分析与优化设计。结果表明:活塞总成的总体变形量降低了6.4%,最大等效应力也有所降低,有效提高了活塞总成的强度并降低了其形变量。

摘要： 汽车控制臂是汽车中重要部件,其强度十分关键.运用HyperMesh前处理软件软件对汽车控制臂的结构进行了分析,考虑汽车控制臂在实际工况下的强度,在满足应力要求的前提下,对汽车控制臂进行尺寸优化,对汽车控制臂的设计开发起指导作用.

摘要： 针对某型飞机登机门横梁结构,本文在已经设计好的登机门结构基础上,使用HyperWorks建立有限元模型.在保证登机门结构性能的前提下,为了达到减重的目标,基于HyperWorks的OptiStruct模块,对登机门的横梁结构进行拓扑优化和尺寸优化.根据优化结果,对登机门横梁结构进行重新设计,并在相同工况下进行静力分析.结果表明,优化后的横梁结构在结构性能得到满足的情况下减重效果明显,达到21％.

摘要： 本文根据某车型方向盘高速摆振问题的反馈,建立整车有限元模型.通过传递路径分析(TPA),分析了转向节到方向盘振动传递的关键路径;再根据振动传递函数(VTF)分析,结合模态分析结果,确定了前摆臂后套Y向刚度不足为引起方向盘高速摆振的关键要素.经过尺寸优化,将该向刚度提升至3500N/mm以上.经实车测试,高速方向盘摆振未再出现,问题得到有效解决.

摘要： 微型扑翼飞行器是微型飞行器和扑翼飞行器的结合,是飞行器设计领域的研究热点,但在低雷诺数下存在升力不足的现象.已有研究表明,扑翼的弯扭耦合对于提高升力有效,弯扭耦合可通过共振激励放大驱动机理来实现,但该机理对扑翼的模态提出要求.本文首先建立仿生扑翼有限元模型,对其进行模态分析,并提出1种适用于扑翼的模态种类判别方法.为满足模态要求,提出了2种改进方案,并进行了有限元仿真验证.结合两种改进方案,提出双斜梁-主梁变截面扑翼模型.基于PCL语言对该模型进行参数化建模,采用遗传算法对其进行尺寸优化,得到满足模态要求的相对理想的仿生扑翼,为仿生扑翼的设计和优化提供重要的科学依据和工程应用价值.

摘要： 在白车身轻量化设计过程中,综合利用了Altair产品中OptiStruct的优化方法.首先进行白车身结构的拓扑优化,得到最佳的载荷传递路径,并根据路径建立粱骨架模型进行断面优化设计,进而利用尺寸优化和形状优化,完善白车身的详细结构,最后经过OptiStruct和RADIOSS验证白车身的强度、疲劳、NVH及安全性能,实现了白车身的轻量化设计.

摘要： 本文基于Altair公司的OptiStruct软件对某汽车电瓶箱支架进行了拓扑形貌联合优化及尺寸优化,并对优化前后的一阶模态频率、最大应力以及质量进行对比.结果表明,优化后结构的一阶模态频率与原结构相等,最大应力增加5％,但仍处于安全许用范围内,优化后电瓶箱质量比优化前减小23.6％,减重效果明显.

摘要： 某款车型前副车架在设计阶段,进行结构耐久仿真分析时发现前副车架的焊缝疲劳存在开裂风险.利用OptiStruct的优化功能,对副车架进行灵敏度分析和尺寸优化设计,得到副车架的最优结构尺寸.优化后的副车架质量减少1.2％,且焊缝寿命提高64-85％.

摘要： 高超声速飞行器采用超燃冲压发动机和RBCC发动机做为巡航级动力,其燃烧室结构往往采用方形、圆形和椭圆形等截面的小扩张比、长筒形薄壁结构.薄壁网格加筋结构具有质量轻、刚度大、结构效率高等特点,是吸气式发动机外壁承力结构的理想结构型式.本文针对吸气发动机常用的异形截面、小扩张比、长筒形薄壁结构探索了一种薄壁加筋结构有限元参数化快速建模的方法:将薄壁结构外壁表面分块展开成平面,按照短边长度和筒段轴向长度构造长方形平面;以平面为基础参数化建立网格加筋结构模型,建造好单元后通过镜像、阵列等方法快速构造平面网格,最后将平面模型通过网格沿曲面变形和节点映射得到最终参数化有限元模型.通过对椭圆截面、“平顶扇形”截面的筒段建模,验证了建模方法的实用性.以椭圆截面及等边三角形网格加筋薄壁结构为例构建参数化有限元计算模型,通过内压载荷、轴压载荷的强度刚度计算,寻找结构主要失效模式.开展结构优化设计,得到了承载性能更优的结构:针对内压载荷,优化方案的最大变形减小17％,筒段应力减小15％,结构重量减小5.7％;针对轴压载荷,优化方案的1～4阶屈曲失稳临界轴力分别提高22％、38.6％、36.6％、33.6％,结构重量仅增重7.8％.通过结构优化算例,验证了参数化计算模型的有效性,为工程设计人员解决同类型结构优化问题提供了设计思路和设计方法.

摘要： 高超声速飞行器采用超燃冲压发动机和RBCC发动机做为巡航级动力,其燃烧室结构往往采用方形、圆形和椭圆形等截面的小扩张比、长筒形薄壁结构.薄壁网格加筋结构具有质量轻、刚度大、结构效率高等特点,是吸气式发动机外壁承力结构的理想结构型式.本文针对吸气发动机常用的异形截面、小扩张比、长筒形薄壁结构探索了一种薄壁加筋结构有限元参数化快速建模的方法:将薄壁结构外壁表面分块展开成平面,按照短边长度和筒段轴向长度构造长方形平面;以平面为基础参数化建立网格加筋结构模型,建造好单元后通过镜像、阵列等方法快速构造平面网格,最后将平面模型通过网格沿曲面变形和节点映射得到最终参数化有限元模型.通过对椭圆截面、“平顶扇形”截面的筒段建模,验证了建模方法的实用性.以椭圆截面及等边三角形网格加筋薄壁结构为例构建参数化有限元计算模型,通过内压载荷、轴压载荷的强度刚度计算,寻找结构主要失效模式.开展结构优化设计,得到了承载性能更优的结构:针对内压载荷,优化方案的最大变形减小17％,筒段应力减小15％,结构重量减小5.7％;针对轴压载荷,优化方案的1～4阶屈曲失稳临界轴力分别提高22％、38.6％、36.6％、33.6％,结构重量仅增重7.8％.通过结构优化算例,验证了参数化计算模型的有效性,为工程设计人员解决同类型结构优化问题提供了设计思路和设计方法.

摘要： 高超声速飞行器采用超燃冲压发动机和RBCC发动机做为巡航级动力,其燃烧室结构往往采用方形、圆形和椭圆形等截面的小扩张比、长筒形薄壁结构.薄壁网格加筋结构具有质量轻、刚度大、结构效率高等特点,是吸气式发动机外壁承力结构的理想结构型式.本文针对吸气发动机常用的异形截面、小扩张比、长筒形薄壁结构探索了一种薄壁加筋结构有限元参数化快速建模的方法:将薄壁结构外壁表面分块展开成平面,按照短边长度和筒段轴向长度构造长方形平面;以平面为基础参数化建立网格加筋结构模型,建造好单元后通过镜像、阵列等方法快速构造平面网格,最后将平面模型通过网格沿曲面变形和节点映射得到最终参数化有限元模型.通过对椭圆截面、“平顶扇形”截面的筒段建模,验证了建模方法的实用性.以椭圆截面及等边三角形网格加筋薄壁结构为例构建参数化有限元计算模型,通过内压载荷、轴压载荷的强度刚度计算,寻找结构主要失效模式.开展结构优化设计,得到了承载性能更优的结构:针对内压载荷,优化方案的最大变形减小17％,筒段应力减小15％,结构重量减小5.7％;针对轴压载荷,优化方案的1～4阶屈曲失稳临界轴力分别提高22％、38.6％、36.6％、33.6％,结构重量仅增重7.8％.通过结构优化算例,验证了参数化计算模型的有效性,为工程设计人员解决同类型结构优化问题提供了设计思路和设计方法.

摘要： 本发明提供了一种用于汽车的热交换装置，包括多个用于输送流体的流通管，其中，该装置具有预设的深度(T)，并且数个通管至少在部分上相互之间相隔预设的间距，其深度和预设间距之间有一个比例关系(V)。

摘要： 本发明公开了一种机械零部件结构尺寸参数及其尺寸公差的区间优化方法。具体步骤为：确定需要进行区间优化设计的机械零部件的结构尺寸参数；假设结构尺寸参数服从正态分布，离散化结构尺寸参数及其函数，建立基于离散化的区间可能度模型；用区间中点和区间半径描述结构尺寸参数区间，建立平均公差等级系数；建立机械零部件结构尺寸参数及其尺寸公差的区间优化模型；罚函数法转化为无约束优化问题；采用多目标遗传算法求解。本发明能同时优化得到名义尺寸和尺寸公差，能优化得到目标性能更优的解，同时平均公差等级系数工程意义明显。

摘要： 本发明公开了一种基于结构尺寸参数优化的水平轴风力机叶片的优化设计方法，包括以下步骤：采用现有叶片设计方法，确定叶片的气动外形参数和腹板与梁帽的初步结构参数；沿叶片径向对叶片梁帽与腹板划分为若干分段，以不同分段处梁帽的厚度与弦向宽度、以及腹板厚度为优化变量，以叶片重量为优化目标，以叶片刚度、强度、动力特性为优化限制因素，采用结构参数化优化方法，对叶片梁帽与腹板进行优化；通过优化计算，确定各段梁帽与腹板的最佳结构尺寸，之后再对各段梁帽、腹板的相邻处进行光顺过渡，得到最终优化的叶片几何结构。通过以上优化手段，可实现在保持叶片结构强度、刚度与结构动力特性在合理范围的同时，减轻叶片重量，同时也有利于减少叶片载荷。

摘要： 本发明提供了一种用于汽车的热交换装置，包括多个用于输送流体的流通管，其中，该装置具有预设的深度(T)，并且数个通管至少在部分上相互之间相隔预设的间距，其深度和预设间距之间有一个比例关系(V)。

摘要： 本发明公开了一种机械零部件结构尺寸参数及其尺寸公差的区间优化方法。具体步骤为：确定需要进行区间优化设计的机械零部件的结构尺寸参数；假设结构尺寸参数服从正态分布，离散化结构尺寸参数及其函数，建立基于离散化的区间可能度模型；用区间中点和区间半径描述结构尺寸参数区间，建立平均公差等级系数；建立机械零部件结构尺寸参数及其尺寸公差的区间优化模型；罚函数法转化为无约束优化问题；采用多目标遗传算法求解。本发明能同时优化得到名义尺寸和尺寸公差，能优化得到目标性能更优的解，同时平均公差等级系数工程意义明显。

摘要： 本发明公开了一种基于结构尺寸参数优化的水平轴风力机叶片的优化设计方法，包括以下步骤：采用现有叶片设计方法，确定叶片的气动外形参数和腹板与梁帽的初步结构参数；沿叶片径向对叶片梁帽与腹板划分为若干分段，以不同分段处梁帽的厚度与弦向宽度、以及腹板厚度为优化变量，以叶片重量为优化目标，以叶片刚度、强度、动力特性为优化限制因素，采用结构参数化优化方法，对叶片梁帽与腹板进行优化；通过优化计算，确定各段梁帽与腹板的最佳结构尺寸，之后再对各段梁帽、腹板的相邻处进行光顺过渡，得到最终优化的叶片几何结构。通过以上优化手段，可实现在保持叶片结构强度、刚度与结构动力特性在合理范围的同时，减轻叶片重量，同时也有利于减少叶片载荷。

摘要： 本发明属于钢力学实验中的单向准静态拉伸测试中的尺寸效应技术领域，具体是一种RPV钢的小尺寸拉伸试样优化方法。拉伸试样采用横截面为矩形的薄板状试样，试样两端为夹持端，试样中部为矩形标距段，矩形标距段与两端的夹持端之间设置有过渡弧，标距段长度为L0，过渡弧半径表示为R，标距段宽度为b，试样厚度则用T表示，拉伸试样尺寸选择包括L0、R、b和T。与现有非国标小尺寸试样设计相比，本专利可操作性强，主要对于每个尺寸进行近似定量设计。

摘要： 本发明提供一种盒形件毛坯尺寸自动优化预测方法，其包括以下步骤，步骤一：获取初始数据组，计算训练组盒形件的实际体积；步骤二：确定训练组盒形件的等效厚度；步骤三：确定盒形件拉深参数最优值；步骤四：确定盒形件拟合系数的最优值；第五步：预测验证组盒形件毛坯尺寸；第六步：判定验证组盒形件毛坯长短轴是否符合误差要求；符合时，输出毛坯尺寸及图像；不符合时，将验证组盒形件及毛坯参数加入训练组，重新拟合拉深参数。本发明提供了基于盒形件参数预测毛坯尺寸的方法，并实现了程序自动化，提高了设计效率，舍弃了传统公式繁琐的计算步骤，能够实现程序的自动优化，进一步提高计算精度，为减薄拉深盒形件的毛坯计算提供了新方法。

摘要： 潜孔冲击水泥土复合预制桩尺寸优化组合方法及其应用，包括：对潜孔冲击水泥土复合预制桩复合地基模型建立及模型可靠性评估；建立不同地层条件下潜孔冲击水泥土复合预制桩复合地基承载力作用机理；设置不同地层条件下潜孔冲击水泥土复合预制桩有效桩长、竖向抗压强度控制的潜孔冲击水泥土复合预制桩极限承载力表达式、不同地层条件下土极限侧摩阻力控制的潜孔冲击水泥土复合预制桩极限承载力表达式、潜孔冲击水泥土复合预制桩混凝土芯桩长度和截面积关系；判断混凝土芯桩尺寸是否满足验算要求等步骤。本发明是对不同地层条件下混凝土芯桩的长度和截面积进行优化组合，使得其竖向抗压强度与桩土极限侧摩阻力尽可能协调，以达到节省工程材料的目的。

摘要： 本发明提供了一种基于微尺寸结构优化的多子镜阵列成像元件设计，目的是解决基于几何相位原理的超透镜存在转换效率低，优化设计耗时等问题。该元件包括多个子镜，每个子镜包括多个硅椭圆柱和氟化钙基底，其基本内容为结合几何相位原理和等效介质理论设计出了一种能够在中红外波段实现优良聚焦性能的超透镜阵列成像元件，运用模拟退火算法对微纳结构进行微尺寸优化，光斑的中心场强提高了约8%。本发明有助于实现光学透镜的微型化，对光学系统的小型化发展具有重要的应用价值。