面向輕量化的商用車支架類零件拓撲優(yōu)化研究.pdf

1、汽車零部件作為組成汽車的基礎部件，是汽車總質(zhì)量組成的基本，是研發(fā)汽車產(chǎn)品的重要基礎，推進汽車的輕量化工作，根本還在于對汽車零部件的輕量化。結構拓撲優(yōu)化設計作為汽車輕量化技術的有效途徑，已成為輕量化技術中除新材料及新工藝應用之外，最有潛力的重點研究領域。本文應用漸進結構優(yōu)化（ESO）法并基于ANSYS平臺的實現(xiàn)，對商用車支架類零件的拓撲優(yōu)化設計進行研究，主要工作包括：
　　（1）綜述了汽車零部件輕量化與結構拓撲優(yōu)化方法的發(fā)展與國內(nèi)外

2、研究現(xiàn)狀，分析總結了汽車支架類零件拓撲優(yōu)化的基本方法，提出將ESO方法應用于支架類零件拓撲優(yōu)化的優(yōu)勢，得到論文的整體研究思路。
　　（2）在結構優(yōu)化設計基本概念與數(shù)學模型的基礎上，闡述了漸進結構優(yōu)化（ESO）法的基本思想、基于應力和剛度的數(shù)學模型建立以及靈敏度計算方法，并對應用ESO方法進行結構拓撲優(yōu)化過程中產(chǎn)生的數(shù)值不穩(wěn)定現(xiàn)象進行了簡要分析。
　?。?）對商用車支架類零件的結構與受力特點進行分析，引入多目標優(yōu)化設計建立了支

3、架類零件基于ESO法的拓撲優(yōu)化數(shù)學模型，將應力作為收斂條件，應用APDL語言實現(xiàn)了ESO法的二維及三維算例，證明了該方法在實際工程應用中的有效性，并給出了本文采用網(wǎng)格劃分與參數(shù)的選取原則。
　　（4）針對某型商用車轉(zhuǎn)向器支架的拓撲優(yōu)化設計，根據(jù)企業(yè)要求提升轉(zhuǎn)向能力時，現(xiàn)有裝車狀態(tài)下的轉(zhuǎn)向器支架在極限工況下的靜力學分析結果不能滿足需求。通過建立支架的最大優(yōu)化區(qū)域，應用基于ESO法的多目標拓撲優(yōu)化設計方法得到了極限工況下的拓撲結構形式