汽车驾驶室后悬置支架的拓扑优化设计

《汽车驾驶室后悬置支架的拓扑优化设计》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、·机械制造·黎新，等·汽车驾驶室后悬置支架的拓扑优化设计汽车驾驶室后悬置支架的拓扑优化设计黎新，乔坤，陈勇(1．湖北汽车工业学院机械工程系，湖北+堰，442002；2．东风精密铸造有限公司，湖北十堰42714)摘要：阐述了借助于HyperWorks软件的拓扑优化和形状优化技术，实现驾驶室后悬置支架减重优化设计的过程，并结合实际受力情况对传统优化设计与拓扑优化设计方案做了有限元验证对比分析。结果表明，经减质优化后的支架，应力值大幅减少，应力分布更加均匀，相对原始结构质量明显减少，能够满足产品的使用性能和铸造工艺性能要求。关键词：

2、拓扑优化；形状优化；后悬置支架；有限元分析：结构设计中图分类号：TH12；U463．83文献标志码：A文章编号：1671-5276(2012)02-0020I-04TopologyOptimizationDesignofAutomobileCabRearSuspendedBracketLIXin，QIAOKun，CHENYong(1．MechanicalEngineering，Department，HubeiAutomotiveIndustriesInstitute，Shiyan442002，China；2．DongfengI

3、nvestmentCastingCo．，Lld．，Shiyan442714，China)Abstract：ThearticleelaboratestheoptimizationdesignprocessinwhichtopolgyandshapeoptimizationtechniguesofHyperWorkssoftwareareusedreducerearsuspendedbracketweight．Meanwhile，thetraditionaloptimizationiscomparedwiththetopology

4、opti-mization．Theresultsindicatethatstressisreducedsignificantlyandthestressdistributioniseven．Also，thereguirementsoftheOp-eratingperformanceandthefound~techniqueperformancearesatisfied．Keywords：topologyoptimization；shapeoptimization；rearsuspendedbracket；finiteeleme

5、ntanalysis；structuredesign1．1拓扑优化变密度法的数学模型0引言结构拓扑优化的基本思路是将寻求结构的最优拓扑在传统的产品设计中，往往以生产技术经验为依据，问题转化为在给定的设计区域寻求最优材料分布的问题对产品结构作定性分析和经验类比估算。为了强调零件求解，对于连续结构拓扑优化，较成熟的优化方法有均匀的可靠性，一般都取较大的安全系数，造成产品零件质量法、变密度法、渐进结构优化法等J。由于只有在变密度增加，材料的潜力得不到充分发挥，产品的性能也难以充法中才可以使用制造工艺约束，所以文章采用变密度法进分把握

6、。汽车轻量化设计在汽车发展中占有重要地位，是行悬置支架的拓扑优化，其基本思想是引入一种假想的密汽车节能减排的主要手段，而结构优化设计是汽车零部件度值在0～1之间的密度可变材料，将连续结构体离散为轻量化的主要途径J。基于有限元分析的拓扑优化技术有限元模型后，以每个单元的密度为设计变量，将结构的就是一种新型设计方法，它可用于全新产品的概念设计及拓扑问题转化为单元材料的最优分布问题]。已有产品的改进设计，能给出零部件甚至车身原型合理的以结构的最小柔度设计问题为例，其拓扑优化模型可材料布局，减轻结构质量，提高结构的强度和刚度。表示为：

7、本文以某卡车驾驶室后悬置支架为研究对象，在实际求X=(，，⋯，X)，使得工况结构分析的基础上，利用HyperWorks—Optistruct软件min：C=FU(1)平台建立了结构拓扑优化模型，通过设置各类制造工艺参st：V=fro(2)数及铸造约束条件，得到满足工程约束性要求的结构拓扑F=KU(3)优化结果。通过与传统优化结构的对比分析，证明结构拓0

8、体积为优化体积比，为单元相对密1基于变密度法的拓扑优化理论及度下限，为单元相对密度上限。方法在多工况的情况下，对各个子工况的柔度进行加权求和，目标函数变化为：作者简介：黎新，(1959一)，女，重庆人，湖北汽车工业学院副教授，硕士，主要从事测量技术及仪器，数字化设计及应用方面