接觸非線性結構集成優(yōu)化技術研究及在曲軸及其軸承上的應用.pdf

1、接觸問題一直是工程領域的熱點和難點問題,對接觸非線性結構的優(yōu)化問題也一直受到關注。文中對接觸非線性結構優(yōu)化設計的基本概念、內容、特點進行研究,對接觸分線性結構集成優(yōu)化技術進行了深入的研究,并在某汽油機的曲軸及曲軸軸承裝配體結構中進行了集成優(yōu)化技術的實際應用。
　　文中將以多學科優(yōu)化軟件Isight為集成優(yōu)化平臺,開發(fā)Isight、SolidWorks和ANSYS集成于一體的并能用于曲軸及曲軸軸承裝配體結構優(yōu)化的快速優(yōu)化設計平臺。接

2、觸非線性結構(裝配體結構)的仿真優(yōu)化過程包括模型的建立、結構的有限元分析和優(yōu)化數(shù)學模型的建立。文中應用SolidWorks軟件建立曲軸及曲軸軸承裝配體結構的三維實體模型,并對建立的模型進行參數(shù)化,這些參數(shù)將作為優(yōu)化設計的設計變量和目標函數(shù)。SolidWorks軟件中建立的裝配體的三維實體模型輸出一個中間格式的*.x_t文件供ANSYS有限元分析使用。在ANSYS中利用其中的MPC接觸技術建立曲軸及曲軸軸承非線性結構的有限元模型,并進行有

3、限元的靜力分析和模態(tài)分析。ANSYS分析過程中制作用于優(yōu)化設計的輸入、輸出和驅動命令文件,這些文件中包含了用于優(yōu)化設計的狀態(tài)變量等。通過分析研究建立起曲軸及曲軸軸承優(yōu)化的數(shù)學模型,在Isight軟件中建立集成優(yōu)化模型,選擇其內嵌的優(yōu)化算法—序列二次規(guī)劃法,定義曲軸及曲軸軸承優(yōu)化的設計變量、狀態(tài)變量和目標函數(shù),最后實現(xiàn)集成優(yōu)化。本文中非線性結構優(yōu)化的設計變量是曲軸及曲軸軸承裝配體結構的9個尺寸參數(shù);狀態(tài)變量是接觸非線性結構有限元分析后提取