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2 篇 上海卫星工程研究...
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作者

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拓扑优化技术在发动机零部件设计中的应用

拓扑优化技术在发动机零部件设计中的应用

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结构及多学科优化工程应用与理论研讨会’2009（CSMO-2009）

作者：曾金玲一汽技术中心

优化设计可以在很大程度上改善和提高铸造件、锻造件和冲压件的性能,并减轻产品重量。然而,优化设计特别是拓扑优化很少应用在实际工程中。一方面是因为工程问题的复杂性和高度非线性,拓扑优化技术目前还无法实现这些系统优化问题,但更... 详细信息

优化设计可以在很大程度上改善和提高铸造件、锻造件和冲压件的性能,并减轻产品重量。然而,优化设计特别是拓扑优化很少应用在实际工程中。一方面是因为工程问题的复杂性和高度非线性,拓扑优化技术目前还无法实现这些系统优化问题,但更重要的是一门新的技术和方法很难取代人们已经习惯多年的思维模式和工作方式。本文回顾了结构拓扑优化的发展过程,叙述了结构拓扑优化的研究现状,并结合作者在结构拓扑优化方面的研究工作,介绍了拓扑优化技术在发动机部分零部件设计中的应用。

关键词：优化设计拓扑优化发动机

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铸件拓扑优化的水平集方法

铸件拓扑优化的水平集方法

引用

结构及多学科优化工程应用与理论研讨会’2009（CSMO-2009）

作者：夏奇王煜史铁林华中科技大学数字制造装备与技术国家重点实验室香港中文大学机械与自动化系

在铸造加工中,熔融金属在模具中固化成型为铸件。当模具被移除后,可得到铸件。铸造中的一个重要问题是铸件的几何形状应确保模具能够方便地被移除。因此,铸件的拓扑优化不仅仅要优化铸件的机械性能,还须确保铸件具有合适的几何形状。为... 详细信息

在铸造加工中,熔融金属在模具中固化成型为铸件。当模具被移除后,可得到铸件。铸造中的一个重要问题是铸件的几何形状应确保模具能够方便地被移除。因此,铸件的拓扑优化不仅仅要优化铸件的机械性能,还须确保铸件具有合适的几何形状。为解决这一问题,我们提出一种基于水平集的铸件拓扑优化方法:为优化铸件的机械性能,由形状敏度分析得到关于设计速度的"性能条件";为确保铸件具有合适的几何形状,我们设定了关于设计速度的"分模"条件。最后,我们给出了三维的数值算例。

关键词：拓扑优化水平集铸件分模约束

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基于形貌优化的钣金支架加强筋布置方法研究

基于形貌优化的钣金支架加强筋布置方法研究

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结构及多学科优化工程应用与理论研讨会’2009（CSMO-2009）

作者：王承延峰伟世通汽车电子有限公司产品开发部

通过布置加强筋可以在零件材料成本不变的前提下有效提高钣金支架的结构强度。为了获取加强筋布置的最佳方案,首先通过典型算例分析了加强筋参数对支架强度的影响因素,然后提出了基于形貌优化布置支架加强筋、提高支架结构强度的解决方... 详细信息

通过布置加强筋可以在零件材料成本不变的前提下有效提高钣金支架的结构强度。为了获取加强筋布置的最佳方案,首先通过典型算例分析了加强筋参数对支架强度的影响因素,然后提出了基于形貌优化布置支架加强筋、提高支架结构强度的解决方案。并以提高某车载DVD支架总成第一阶固有频率为例,通过形貌优化获得了支架加强筋的布置方案,根据形貌优化结果设计支架后,整个总成的第一阶固有频率和原设计方案相比提高了30%,改善效果明显。将形貌优化方法用于钣金支架加强筋的布置设计,优化了设计开发的流程,可以大幅度缩短产品的设计周期。?

关键词：形貌优化支架加强筋布置

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拓扑优化技术在缸盖罩低噪声设计中的应用

拓扑优化技术在缸盖罩低噪声设计中的应用

引用

结构及多学科优化工程应用与理论研讨会’2009（CSMO-2009）

作者：方华宫传刚吉林大学汽车学院道依茨一汽(大连)柴油机有限公司

本文以某柴油机缸盖罩为例,详细介绍了结合多体动力学,有限元法,边界元法以及拓扑优化技术的零部件低噪声设计流程。首先将整机多体动力学分析得到的缸盖罩螺栓处的位移响应作为激励,对其进行有限元强迫响应分析,得到缸盖罩节点的位移场... 详细信息

本文以某柴油机缸盖罩为例,详细介绍了结合多体动力学,有限元法,边界元法以及拓扑优化技术的零部件低噪声设计流程。首先将整机多体动力学分析得到的缸盖罩螺栓处的位移响应作为激励,对其进行有限元强迫响应分析,得到缸盖罩节点的位移场,此结果作为边界元法声场分析的输入边界计算缸盖罩的辐射声功率及近场声强分布,与实测声强分布的吻合说明此方法的可行性,同时指明了对噪声贡献大的部位;利用OptiStruct提供的拓扑优化技术,得到了降低辐射噪声的优化结构,优化后的缸盖罩总体声功率降低了3.5dB。

关键词：缸盖罩有限元边界元声功率拓扑优化

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多目标形貌优化方法研究

多目标形貌优化方法研究

引用

结构及多学科优化工程应用与理论研讨会’2009（CSMO-2009）

作者：李颖琎昝建明周建文长安汽车工程研究院CAE工程所

工程界目前对拓扑优化和形貌优化问题的研究主要集中在单目标函数方面,但是在实际工程应用中,须同时考虑多个目标函数和多个约束的情况。在多目标优化中,由于各目标之间很难同时达到最优化,各目标的最优解时常出现对立局面,所以要求一... 详细信息

工程界目前对拓扑优化和形貌优化问题的研究主要集中在单目标函数方面,但是在实际工程应用中,须同时考虑多个目标函数和多个约束的情况。在多目标优化中,由于各目标之间很难同时达到最优化,各目标的最优解时常出现对立局面,所以要求一个全局最优解是很困难的。本文利用折衷规划法结合平均频率法得到多目标优化的综合目标函数,可以有效地求解出多目标函数的最优解,从而为多目标优化提供解决方案。本文以汽车地板加强件为例,分别进行了柔度最小化、固有频率最大化以及多目标的形貌优化,其结果显示多目标形貌优化方案较大地提高了部件本身的结构力学和NVH性能。

关键词：多目标优化形貌优化柔度固有频率

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基于多目标优化的螺栓-法兰连接结构尺寸设计

基于多目标优化的螺栓-法兰连接结构尺寸设计

引用

结构及多学科优化工程应用与理论研讨会’2009（CSMO-2009）

作者：刘远东尹益辉中国工程物理研究院总体工程研究所

螺栓-法兰连接结构是工程中一种重要的连接方式,强度和质量是其主要性能指标。将有限元法与最优化方法结合起来,可以很好地实现螺栓-法兰连接结构的多目标优化设计。文中基于响应面法确定法兰结构的几何参数组合,利用有限元分析软件ANSY... 详细信息

螺栓-法兰连接结构是工程中一种重要的连接方式,强度和质量是其主要性能指标。将有限元法与最优化方法结合起来,可以很好地实现螺栓-法兰连接结构的多目标优化设计。文中基于响应面法确定法兰结构的几何参数组合,利用有限元分析软件ANSYS对不同参数组合情况下的法兰结构进行应力场分析,获得响应面模型,然后通过MATLAB多目标优化设计方法计算得到法兰结构的最优几何参数。数值计算结果表明,优化几何参数后的螺栓-法兰结构比原结构最大等效应力下降13.6%,质量下降12.5%。

关键词：螺栓-法兰连接结构几何参数有限元法响应面法多目标优化

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ESSOSⅡ多结构工况优化模块完善及应用

ESSOSⅡ多结构工况优化模块完善及应用

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结构及多学科优化工程应用与理论研讨会’2009（CSMO-2009）

作者：吴瑞兰陈珅艳袁俊刚北京航空航天大学航空科学与工程学院北京航空航天大学宇航学院中国空间技术研究院总体部

本文完善了航天器结构优化系统ESSOSⅡ多结构工况优化模块。针对原模块数据接口复杂、运行稳定性不高、可靠性欠佳等问题,提出了新的工作流程。改进后的模块结构简洁,软件集成度提高,运行稳定、可靠。将改进后的ESSOSⅡ应用于某型卫星... 详细信息

本文完善了航天器结构优化系统ESSOSⅡ多结构工况优化模块。针对原模块数据接口复杂、运行稳定性不高、可靠性欠佳等问题,提出了新的工作流程。改进后的模块结构简洁,软件集成度提高,运行稳定、可靠。将改进后的ESSOSⅡ应用于某型卫星的多结构工况优化。该卫星具有太阳电池阵、天线等柔性结构收拢和展开两种工况,优化设计变量为中心承力筒和壁板的蜂窝板厚度。选取各工况下结构前两阶自然频率不降低作为约束条件。本文分别进行了整星单结构工况优化,以及同时考虑两种结构工况的多结构优化。优化结果表明,多结构工况优化综合考虑了各单结构工况的约束限制,能够满足多结构工况设计需求,具有工程应用价值。

关键词：多结构工况优化航天器工程应用

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基于ANSYS的遗传算法在结构优化设计中的应用分析

基于ANSYS的遗传算法在结构优化设计中的应用分析

引用

结构及多学科优化工程应用与理论研讨会’2009（CSMO-2009）

作者：胡卫兵杜保平李福强西安建筑科技大学土木工程学院

本文利用遗传算法对结构进行优化时,将ANSYS作为有限元结构分析工具,将遗传算法优化程序与结构的有限元分析程序结合起来,在这两个程序中进行数据传递,遗传算法与ANSYS结构分析软件相结合能大大节约结构优化问题的求解时间,提高计算结... 详细信息

本文利用遗传算法对结构进行优化时,将ANSYS作为有限元结构分析工具,将遗传算法优化程序与结构的有限元分析程序结合起来,在这两个程序中进行数据传递,遗传算法与ANSYS结构分析软件相结合能大大节约结构优化问题的求解时间,提高计算结果的可靠性。本文针对简单遗传算法具有"收敛早熟"、局部搜索能力差等缺点,提出了改进的遗传算法。本文对于遗传算法控制参数对遗传算法的影响进行了分析,得出一些控制参数选择的结论。算例表明此方法正确、可行,能充分发挥ANSYS与遗传算法两者的长处,具有优化效率高、效果好、实用性强等优点。

关键词：优化设计 ANSYS 遗传算法结构设计

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基于APDL的电除尘器主体结构参数优化

基于APDL的电除尘器主体结构参数优化

引用

结构及多学科优化工程应用与理论研讨会’2009（CSMO-2009）

作者：王学文杨兆建树学峰太原理工大学机械工程学院太原理工大学应用力学研究所

利用基于Fortran语言的ANSYS二次开发语言APDL建立了空间结构虚拟样机可重用三维参数化数字模型,通过对模型属性、边界条件、单元类型和网格划分进行详细处理,建立了某型号电除尘器空间刚架有限元分析模型,并进行了详细的强度分析,结论... 详细信息

利用基于Fortran语言的ANSYS二次开发语言APDL建立了空间结构虚拟样机可重用三维参数化数字模型,通过对模型属性、边界条件、单元类型和网格划分进行详细处理,建立了某型号电除尘器空间刚架有限元分析模型,并进行了详细的强度分析,结论认为某型号电除尘器空间刚架总体结构合理,载荷传递均匀,应力变化平坦,强度储备良好,但安全系数较高,可对其进行结构优化设计。基于强度分析结果,建立了优化数学模型,完成了结构参数优化,目标函数下降25.85%,优化效果明显,优化程序有良好的通用性和可移植性。

关键词：电除尘器钢结构有限元强度分析优化

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基于PEM-PIM方法的车辆非平稳振动灵敏度分析及优化

基于PEM-PIM方法的车辆非平稳振动灵敏度分析及优化

引用

结构及多学科优化工程应用与理论研讨会’2009（CSMO-2009）

作者：徐文涛张亚辉林家浩大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室

对于车桥耦合系统受路面不平激励而引起的非平稳随机振动,本文采用虚拟激励法(PEM)将路面竖向随机不平度精确地转化为一系列简谐不平度的叠加。在此基础上通过对运动方程的微分处理,用虚拟激励代替外激励项,采用精细积分法(PIM)格式进... 详细信息

对于车桥耦合系统受路面不平激励而引起的非平稳随机振动,本文采用虚拟激励法(PEM)将路面竖向随机不平度精确地转化为一系列简谐不平度的叠加。在此基础上通过对运动方程的微分处理,用虚拟激励代替外激励项,采用精细积分法(PIM)格式进行数值计算,可以高效、精确地得到设计变量的一阶、二阶灵敏度信息。算例数值结果表明了本文方法的正确性和高效性。

关键词：车桥耦合系统虚拟激励法精细积分法灵敏度分析

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