接觸非線性結(jié)構(gòu)集成優(yōu)化技術(shù)研究及在曲軸及其軸承上的應(yīng)用.pdf

1、接觸問題一直是工程領(lǐng)域的熱點(diǎn)和難點(diǎn)問題,對接觸非線性結(jié)構(gòu)的優(yōu)化問題也一直受到關(guān)注。文中對接觸非線性結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本概念、內(nèi)容、特點(diǎn)進(jìn)行研究,對接觸分線性結(jié)構(gòu)集成優(yōu)化技術(shù)進(jìn)行了深入的研究,并在某汽油機(jī)的曲軸及曲軸軸承裝配體結(jié)構(gòu)中進(jìn)行了集成優(yōu)化技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。
　　文中將以多學(xué)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(jié)構(gòu)優(yōu)化的快速優(yōu)化設(shè)計(jì)平臺。接

2、觸非線性結(jié)構(gòu)(裝配體結(jié)構(gòu))的仿真優(yōu)化過程包括模型的建立、結(jié)構(gòu)的有限元分析和優(yōu)化數(shù)學(xué)模型的建立。文中應(yīng)用SolidWorks軟件建立曲軸及曲軸軸承裝配體結(jié)構(gòu)的三維實(shí)體模型,并對建立的模型進(jìn)行參數(shù)化,這些參數(shù)將作為優(yōu)化設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)變量和目標(biāo)函數(shù)。SolidWorks軟件中建立的裝配體的三維實(shí)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(shù)建立曲軸及曲軸軸承非線性結(jié)構(gòu)的有限元模型,并進(jìn)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(shè)計(jì)的輸入、輸出和驅(qū)動命令文件,這些文件中包含了用于優(yōu)化設(shè)計(jì)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(xué)模型,在Isight軟件中建立集成優(yōu)化模型,選擇其內(nèi)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(shè)計(jì)變量、狀態(tài)變量和目標(biāo)函數(shù),最后實(shí)現(xiàn)集成優(yōu)化。本文中非線性結(jié)構(gòu)優(yōu)化的設(shè)計(jì)變量是曲軸及曲軸軸承裝配體結(jié)構(gòu)的9個尺寸參數(shù);狀態(tài)變量是接觸非線性結(jié)構(gòu)有限元分析后提取