縱置變速器殼體拓撲優(yōu)化設(shè)計研究.pdf

1、汽車變速器殼體作為汽車動力總成的重要部分，承受著復(fù)雜的載荷，對于保證傳動系統(tǒng)正常工作十分重要。因此，如何有效地設(shè)計一個滿足殼體設(shè)計要求的變速器殼體具有十分重要的意義。本文以變速器殼體為研究對象，重點進行了殼體類零件拓撲優(yōu)化設(shè)計方法的研究及評價，為殼體的設(shè)計提供依據(jù)和指導(dǎo)。
　　根據(jù)拓撲優(yōu)化理論，研究了連續(xù)體結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化插值模型方法和求解算法，詳細研究了均勻化法和變密度法，建立了基于SIMP變密度法的拓撲優(yōu)化數(shù)學模型，并給出了拓撲優(yōu)

2、化設(shè)計方案，為下一步拓撲優(yōu)化設(shè)計做好準備。
　　以單對齒輪傳動殼體為例，首先進行了齒輪傳動殼體的有限元分析，根據(jù)分析結(jié)果確定了結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化的目標函數(shù)和約束條件。使用OptiStruct軟件對殼體進行了拓撲優(yōu)化，并根據(jù)優(yōu)化結(jié)果建立了優(yōu)化模型。對優(yōu)化前后模型的有限元分析結(jié)果進行了對比驗證，結(jié)果表明，在強度剛度相差不大的情況下有效地降低了殼體的質(zhì)量，達到了輕量化目標。最后根據(jù)模態(tài)分析方法對優(yōu)化模型進行了模態(tài)分析，為殼體的進一步設(shè)計提供了

3、依據(jù)。
　　針對變速器殼體設(shè)計過程中要滿足的性能要求，建立了變速器殼體設(shè)計的評價指標，給出了變速器殼體在設(shè)計過程應(yīng)該滿足的強度、剛度和振動特性的具體要求。以縱置變速器殼體為例，建立了該變速器殼體的初始模型，并和企業(yè)的現(xiàn)有最終模型進行了對標。通過對標分析驗證了最終模型滿足殼體設(shè)計的強度、剛度、振動特性要求，符合殼體的評價標準。該變速器殼體在設(shè)計過程中運用了拓撲優(yōu)化方法進行指導(dǎo)，結(jié)果表明殼體的設(shè)計符合設(shè)計要求，證明拓撲優(yōu)化方法是可行的