检索结果-内蒙古大学图书馆

作者：杨成龙燕山大学

学位级别：硕士

随着当代科学技术的迅猛发展,结构轻量化设计对于节能环保和降低生产成本起着重要的作用,而点阵结构凭借其轻量高效的特点在轻量化设计中得到了广泛的应用。相较于均匀密度的点阵结构,变密度点阵结构是通过结构力学性能分析对材料进行... 详细信息

随着当代科学技术的迅猛发展,结构轻量化设计对于节能环保和降低生产成本起着重要的作用,而点阵结构凭借其轻量高效的特点在轻量化设计中得到了广泛的应用。相较于均匀密度的点阵结构,变密度点阵结构是通过结构力学性能分析对材料进行重新分配,因此变密度点阵结构有着更科学的材料利用率和更优秀的力学性能。三周期极小曲面是一种特殊的近似等值曲面,三轴方向周期变化,有着优秀的结构特性,并且曲面自身不相交,因此三周期极小曲面在点阵结构设计中有着不俗的潜力。本文提出一种载荷驱动的三周期极小曲面变密度点阵结构轻量化设计方法,主要工作如下:(1)基于三周期极小曲面的数学理论及等值曲面的建模研究,从等值面建模角度出发,分析了Marching Cubes等值曲面建模算法和三周期极小曲面的构型方式,并且在数学函数中分析了函数中参数对曲面建模的影响情况。(2)基于弹性体受力平衡和有限元方法理论,研究了单元承载力的计算方法,推导了基于有限元方法理论的单元承载力计算公式,并基于APDL二次开发语言编写基于单元“生死”技术的有限元单元承载力计算和提取算法,对其进行可视化处理,分析单元承载力对结构承载性能的评价作用。(3)基于Marching Cubes等值曲面建模算法原理和结构单元承载力特性,提出一种单元过度顺滑处理方式,解决结构单元承载力在约束支撑和载荷施加位置的突变问题,保证不同密度的曲面单元顺滑过度,根据曲面函数中等值参数与多孔单元孔隙率的关系,提出了一种确定孔隙率的变密度多孔结构建模策略。(4)设计了力学实验验证方案,以长方体结构弯曲为例,构建孔隙率为60%的Sheet和Skelton两种构型的变密度和均匀密度点阵模型,以光敏树脂材料打印制造,分别通过有限元静力分析和力学压缩实验对比分析,验证本方法的可行性。

关键词：结构轻量化设计三周期极小曲面单元承载力点阵结构增材制造二次开发

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低地板电动客车车顶结构多目标优化

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机械设计与制造 2025年第3期409卷 226-230,236页

作者：张步云邹康王勇江苏大学汽车工程研究院江苏镇江212013

低地板电动客车常采用电池组置于车顶的布置方式,这使得车辆重心升高而影响其安全性。在保证车顶力学性能需求前提下,进行多目标结构轻量化设计是解决该问题的有效方案之一。首先,针对低地板电动客车承载式车身特点,对车顶参数化模型进... 详细信息

低地板电动客车常采用电池组置于车顶的布置方式,这使得车辆重心升高而影响其安全性。在保证车顶力学性能需求前提下,进行多目标结构轻量化设计是解决该问题的有效方案之一。首先,针对低地板电动客车承载式车身特点,对车顶参数化模型进行刚、强度分析和模态分析;继而通过灵敏度分析筛选出7组对质量和刚度影响较大的设计变量;根据拉丁超立方试验设计得到的仿真结果数据,利用径向基(RBF)神经网络建立近似模型,以车顶质量最小、载荷作用下位移最小为目标,采用NSGA-III算法进行多目标优化,并对比分析前后模型的结构性能。优化结果表明:在不改变材料的前提下,车顶实现减重11.32kg,降低超过1.5%,而力学性能变化在1%左右。这里研究可为特殊种类电动车辆轻量化结构设计提供参考。

关键词：多目标优化 RBF径向基神经网络 NSGA-III优化算法结构轻量化设计灵敏度分析有限元分析

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基于数据挖掘和代理模型技术的船舶板架结构轻量化设计研究

基于数据挖掘和代理模型技术的船舶板架结构轻量化设计研究

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作者：郑少平华中科技大学

学位级别：硕士

船舶板架结构是船体结构的主要组成部分，如何减轻其结构重量是船体结构设计中最为关注的问题之一。船舶板架结构型式复杂，甲板板架常带有较大范围的开口和一定数量的支柱，构件、板列繁多，设计参数众多。直接调用高精度有限元分析模... 详细信息

船舶板架结构是船体结构的主要组成部分，如何减轻其结构重量是船体结构设计中最为关注的问题之一。船舶板架结构型式复杂，甲板板架常带有较大范围的开口和一定数量的支柱，构件、板列繁多，设计参数众多。直接调用高精度有限元分析模型进行船舶板架结构轻量化设计需要耗费大量的时间和精力。本文应用数据挖掘技术进行优化空间规模的缩减，并利用代理模型代替船舶板架的强度和稳定性有限元分析过程，基于动态代理模型策略进行船舶板架结构轻量化设计。首先提出了一种基于模糊C均值聚类算法（FCM）的优化空间缩减策略，缩减优化设计空间的大小，降低优化问题的计算规模，并通过数学函数优化空间缩减实例，证明该策略的正确性与有效性。其次对比分析了4类常用代理模型（多项式响应面、径向基函数、Kriging模型和人工神经网络）在不同样本规模下对典型数学函数的近似精度，以及不同样本点空间分布对代理模型拟合效果的影响。并以典型船舶双层底板架结构为研究对象，基于Kriging方法训练并构造船舶板架强度和稳定性计算代理模型，代替板架有限元分析计算。接着应用动态代理模型优化策略求解优化问题，在优化迭代过程中构造重点采样空间不断更新样本点，并重新构造代理模型进行全局寻优，直至优化收敛。对比分析了动态代理模型与传统的静态代理模型在优化效率和优化结果方面的优劣，并通过数学函数优化算例验证了动态代理模型优化策略的有效性。最后以带支柱大开口甲板板架为研究对象，提出了带支柱大开口甲板板架轻量化设计数学模型，采用数据挖掘技术对其优化空间进行缩减，显著降低计算规模；基于动态代理模型策略进行带支柱大开口甲板板架轻量化设计，实现优化设计效率的大幅提高。本文的研究工作为船舶板架结构轻量化设计提供了有益的参考。

关键词：结构轻量化设计船舶板架数据挖掘代理模型

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中国海上风电支撑结构一体化设计综述

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发电技术 2023年第1期44卷 36-43页

作者：周昳鸣闫姝刘鑫张波郭雨桐郭小江中国华能集团清洁能源技术研究院有限公司北京市昌平区102209

对当前中国海上风电在风机、塔架与基础一体化设计领域的研究进行了回顾,从降载优化技术、结构优化技术、工程探索与应用方面探索了一体化设计的可行性,给出了在海上风电支撑结构轻量化的优化目标下可采用的一体化设计的关键技术和实施... 详细信息

对当前中国海上风电在风机、塔架与基础一体化设计领域的研究进行了回顾,从降载优化技术、结构优化技术、工程探索与应用方面探索了一体化设计的可行性,给出了在海上风电支撑结构轻量化的优化目标下可采用的一体化设计的关键技术和实施途径。研究表明,中国海上风电行业需要从提供一体化设计的前提条件、当前阶段可采用的技术、下一步的研究方向3个层次逐步落实,在海上风电走向平价上网的大背景下,业主工程师与第三方认证机构需要起到更大的推动作用。

关键词：海上风电一体化设计全局最优设计结构轻量化设计

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50000 DWT化学品船结构多维度优化设计

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中国修船 2023年第4期36卷 31-33,37页

作者：郑晨阳中船澄西船舶修造有限公司江苏江阴214433

50 000 DWT化学品船属于市场主流船型,为了使该产品性能更好、更具竞争力,需要针对性做好设计研发工作,最大限度地实现轻量化设计,降低造船成本。文章对50 000 DWT化学品船结构多维度优化设计进行了研究,发现优化后的船体结构质量比国... 详细信息

50 000 DWT化学品船属于市场主流船型,为了使该产品性能更好、更具竞争力,需要针对性做好设计研发工作,最大限度地实现轻量化设计,降低造船成本。文章对50 000 DWT化学品船结构多维度优化设计进行了研究,发现优化后的船体结构质量比国内外同类型先进船舶减少5%左右,同时实现了结构轻量化设计和减少构件数这2个结构优化目标的统一。

关键词：化学品船结构轻量化设计减少构件数

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LCA与汽车开发协同路径研究——以客车轻量化为例

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汽车工程学报 2022年第4期12卷 506-516页

作者：丁振森方海峰姚占辉王佳周怡博中国汽车技术研究中心有限公司天津300300

为探究汽车生态协同设计,将生命周期评价(Life Cycle Assessment,LCA)与汽车产品开发相结合,提出串行开发和并行开发两种协同路径。以12 m纯电动客车底架的轻量化开发为例,研究了串行开发方案下客车底架轻量化对我国资源、能源和环境的... 详细信息

为探究汽车生态协同设计,将生命周期评价(Life Cycle Assessment,LCA)与汽车产品开发相结合,提出串行开发和并行开发两种协同路径。以12 m纯电动客车底架的轻量化开发为例,研究了串行开发方案下客车底架轻量化对我国资源、能源和环境的影响。结果表明,与原客车底架相比,结构优化后客车底架质量减轻52.5 kg,且经校验轻量化后客车底架的刚度、强度及固有动态特性均满足要求;对于全生命周期而言,轻量化后其矿产资源消耗减少0.4×10^(-4)kg Sb eq.,化石能源消耗减少0.7×10^(4)MJ,综合环境影响值减少0.42×10^(-11,)降低比例分别为3.81%、4.46%和4.56%。未来将在本研究的基础上进行并行开发方案的协同探索,并对研究结果进行比较分析。

关键词： 12 m纯电动客车底架结构轻量化设计生命周期评价串行开发节能减排

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基于Creo的突缘叉结构轻量化设计

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煤矿机械 2012年第4期33卷 36-38页

作者：王浩钢河南工业大学机电工程学院郑州450007

运用Creo软件建立了突缘叉的三维实体和有限元分析模型,计算了额定载荷下突缘叉的应力和变形分布。在此基础上,提出了突缘叉的结构轻量化方案,并对设计变量进行灵敏度分析,确定了影响应力和变形的主要因素。同时运用轻量化优化设计,对... 详细信息

运用Creo软件建立了突缘叉的三维实体和有限元分析模型,计算了额定载荷下突缘叉的应力和变形分布。在此基础上,提出了突缘叉的结构轻量化方案,并对设计变量进行灵敏度分析,确定了影响应力和变形的主要因素。同时运用轻量化优化设计,对突缘叉的结构进一步分析,从而在满足设计要求的基础上使突缘叉的质量相比原方案减轻了22%,且应力大小和变形情况都得到了改善。

关键词：突缘叉 Creo 有限元分析结构轻量化设计敏感度分析优化设计

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恒温无尘车间中重载运输机械臂的设计

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机械科学与技术 2020年第9期39卷 1373-1378页

作者：吴斌方李萍张耀刘默耘陈水胜湖北工业大学机械工程学院武汉430068 华中科技大学机械科学与工程学院武汉430074

针对某企业将开放式车间升级为封闭式恒温无尘化车间,设计了一种用于恒温无尘车间的大型棒料重载运输机械臂,满足棒料运输的准确性及运行稳定性要求。首先,利用SolidWorks和ADAMS软件构造虚拟样机,其次,通过建立刚柔耦合模型并仿真,以... 详细信息

针对某企业将开放式车间升级为封闭式恒温无尘化车间,设计了一种用于恒温无尘车间的大型棒料重载运输机械臂,满足棒料运输的准确性及运行稳定性要求。首先,利用SolidWorks和ADAMS软件构造虚拟样机,其次,通过建立刚柔耦合模型并仿真,以确认模型的有效性,并获得应力和变形云图;最后,对机械臂进行结构轻量化设计,减轻其质量,并促使其运转更加灵活流畅。仿真结果表明,优化后的重载机械臂最大变形由0.532 mm降至0.409 mm,最大应力由480.33 MPa降至237.67 MPa,降幅高达50.5%,A级机械臂减重7.6%。

关键词：重载运输机械臂虚拟样机结构轻量化设计

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基于Hyperworks的盾构连接桥优化分析

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工程机械 2021年第3期52卷 108-114,I0020页

作者：胡燕伟孙秀洁贾甜谷俊峰阮诗伦中铁工程装备集团有限公司 450002 大连理工大学重大装备设计与制造郑州研究院大连理工大学

基于有限元数值仿真技术,结合优化设计理论和方法,对某型号大直径盾构连接桥进行结构轻量化分析和再设计,在保证其力学性能的基础上,对连接桥结构进行整体尺寸优化和局部增强,通过配比选型得到优化结构的最终方案,并对优化模型进行分析... 详细信息

基于有限元数值仿真技术,结合优化设计理论和方法,对某型号大直径盾构连接桥进行结构轻量化分析和再设计,在保证其力学性能的基础上,对连接桥结构进行整体尺寸优化和局部增强,通过配比选型得到优化结构的最终方案,并对优化模型进行分析对比,优化效果显著。为大直径盾构连接桥的设计和研制提供理论和数值支持,对于大型复杂设备的设计及工程应用具有较大的参考意义。

关键词：大直径盾构结构轻量化设计有限元仿真尺寸优化

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振动试验设备平衡电感

振动试验设备平衡电感

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作者：凌小军张纪锋马跃中马佩锋张春燕

一、简要技术说明：通常振动试验设备需要使用2个或者以上相同的电感，导致占用面积大，而且相同的两个电感之间存在感值差异，需要人为匹配选择差异小或接近的电感使用，不仅占用了电路板的使用空间，同时增加了振动试验设备的成本，... 详细信息

一、简要技术说明：通常振动试验设备需要使用2个或者以上相同的电感，导致占用面积大，而且相同的两个电感之间存在感值差异，需要人为匹配选择差异小或接近的电感使用，不仅占用了电路板的使用空间，同时增加了振动试验设备的成本，因此研发了该项目，通过将相同的2个电感合为一体设计，减少了电路板内部空间，提高了振动试验设备性能。该项目关键技术及主要创新点： (1)结构轻量化设计：通过选型ETD形磁芯，将两个独立的电感绕制在同一副磁芯上，有利于节省线路板空间，使电源达到轻量小型化，安装方便。 (2)绝缘板的优化提高电源工作效率：通过在两个电感间加入绝缘板，即可调节两个电感所需求的电感值，加强了两个电感间的绝缘作用，提高设备电源工作效率，同时产品的稳定性提高。 (3)材料优选提高产品性能：采用相同长度的高温膜背胶铜箔，引出线直接折弯引出，有助于保证产品的Q值(品质因数)高度一致，从而提高了产品电流冲击性能。二、主要技术性能指标： 1.电感：L1-2=96±2uH L3-4=96±2uH测试条件：10kHz，1.0V;2.Q值：26±2;3.直流电阻：<20mΩ;4.耐压：线圈与磁芯1500V AC，线圈与线圈3000V AC 2mA，60s。

关键词：振动试验设备平衡电感绝缘板结构轻量化设计

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