拓扑优化与尺寸优化相结合的割草车车架轻量化设计

车架轻量化是节能和降低成本的重要途径。针对某型号割草车车架,提出了将拓扑优化与尺寸优化相结合的割草车车架轻量化设计方法。在满足工作性能和车架强度的基础上,利用有限元仿真技术,分别对割草车车架进行了弯曲工况与扭转工况下的强度分析,以分析结果为基础,进行拓扑优化与尺寸优化相结合的二级优化,并对优化前后车架的强度进行对比分析。结果表明:最终优化后车架强度满足要求,且最终优化后车架比未优化前减少质量34.3%,轻量化效果显著。     

基于ABAQUS的齿轮简化杯状体轻量化设计

为了验证某型号的齿轮简化杯状体构件的使用安全性，并寻求轻量化解决方案，课题组采用有限元软件Pro E进行建模，用Hypermesh进行网格划分，利用ABAQUS软件进行了杯状体构件的模态仿真分析和应力应变仿真分析。根据有限元结果对杯状体底部进行结构优化设计，寻求轻量化解决方案。结果表明：在相关工况下分析得出的最大应力满足许用应力值，此型号的杯状体构件性能安全；所做的拓扑优化设计避开了应力值较大区域，满足安全性要求。本研究为产品进行轻量化设计提供了思路。     

某重型钢水罐车车架结构的有限元分析及优化

以某车架为研究对象，采用参数化有限元分析方法，进行了弯曲工况下应力和应变的计算。通过电测量验证了有限元模型的正确性，进而以车架的体积为目标，对车架进行了参数化模型的结构优化，得到了满足结构强度的最佳方案。     

混合动力客车耐撞性分析与结构改进

为研究东风EQ6110HEV6混合动力客车安全性能,基于有限元分析软件HyperWorks与LS-DYNA,对混合动力客车进行正面碰撞仿真分析。首先,通过HyperWorks软件按照客车参数与实际情况进行建模;其次,通过分析车身变形、车门变形以及驾驶员座椅地板中心加速度等一系列关键指标,对该车的碰撞安全性进行评价;最后,基于仿真分析结果,采用增加防撞梁结构的方法进行改进,改进后客车车门变形量减少了52. 6%,质心加速度和驾驶室座椅地板中心加速度分别减少了25. 8%和33. 9%。     

某重型载货汽车车架柔性化建模及疲劳分析

针对某重型载货汽车车架局部出现的疲劳寿命问题,通过有限元理论生成车架的模态中性文件,并对车架进行静力分析及强度校核。利用虚拟样机技术,建立考虑车架弹性的整车刚柔耦合模型,并对刚柔耦合整车模型进行随机路面不同速度下的整车动力学仿真,提取车架关键边界载荷谱。利用S-N疲劳设计方法,选用疲劳分析软件nCode Design-Life对车架进行疲劳可靠性分析,得到车架在不同工况以及不同车速下的疲劳寿命结果及损伤位置。结果表明:车架的最小寿命满足行驶要求,并为车架的优化设计提供了理论依据。     

基于峰值电源并联混合动力汽车动力系统设计

对并联式混合动力汽车动力系统总体方案进行研究分析,完成对并联式混合动力汽车电驱动系关键指标的设计,确定各部分的结构形式和参数,并对参数进行设计.利用Advisor仿真软件建立混合动力汽车动力系统的仿真模型,采用峰值电源荷电状态最大控制策略,在城市道路循环(UDDS)工况下,对混合动力汽车动力性、燃油经济性及主要零部件的工作性能进行仿真分析.结果显示所设计混合动力汽车比传统汽车在燃油经济性、动力性方面有较大提升污染物排放量有所降低.     

扇贝脱壳机特征值屈曲特性分析及优化

为实现扇贝脱壳机轻量化设计，课题组运用ANSYS Workbench 18.0对其进行屈曲特性分析，仿真分析得到屈曲特征值和振型图，确定脱壳机发生失稳时的临界应力值及屈曲发生的位置；在此基础上，基于变密度法优化准则进行拓扑优化，将优化前后的屈曲特性进行对比。拓扑优化结果显示:优化后结构整体减轻了12.5%，最大变形量基本保持一致。该研究在保证结构满足正常工况要求的同时，达到扇贝脱壳机轻量化要求。     

基于OptiStruct的某重型汽车驱动桥桥壳结构优化设计

建立了某重型汽车驱动桥桥壳有限元模型,在该桥壳结构满足刚度、强度要求的前提下,把最优化技术与有限元法结合产生的结构优化技术运用到驱动桥桥壳的轻量化设计中。采用Altair OptiStruct的拓扑优化技术,得到了桥壳新的设计形状,使桥壳在质量减少的情况下,应力分布更加均匀,最大应力和最大变形变化都不是很大。     

拓扑分析与尺寸优化相结合的FSAE车架轻量化设计研究

围绕江苏大学方程式赛车车架设计展开研究。依据大赛规则,确定车架主体结构,利用Hypermesh进行拓扑分析,合理布置局部细节杆件。在CATIA中建立车架三维模型,利用ANSYS以扭转刚度为评价标准设置杆件尺寸为设计变量进行尺寸优化。优化结果显示:整体扭转刚度得到提升,质量得到减少。最终车架扭转刚度达到2415.2 N·m/(°),质量为27.2kg,满足结构设计与轻量化要求。最后对车架结构进行了4种工况分析和模态分析,保证其使用安全、可靠。     

装载机车架受力有限元分析

履带式装载机车架结构受力比较复杂,在设计时要对其进行强度校核是很困难的.本文对装载机车架进行受力分析,建立了车架的力学模型,将车架看作一个空间刚架,运用弹性力学及有限元理论对车架进行分析,选择几个典型工况作为车架有限元分析的计算工况,得出了车架强度的计算方法.     

挤吹线缆架结构优化设计

针对挤吹线缆架抗支撑能力不足、使用过程中产品变形量大等问题，课题组对含不同加强筋结构的挤吹线缆架在支撑载荷作用下的力学性能进行了数值仿真研究。利用UG（Unigraphics NX）软件建立了2种挤吹线缆架的有限元模型，在受力面上设计了2种不同的加强筋结构；采用正交试验法设计L9(4)正交表对其主要设计参数进行优化分析；仿真计算了挤吹线缆架在支撑载荷下的响应，比较分析了2种不同模型下的应力分布。实验结果表明加强筋的脱模斜度对产品变形量的影响最大，受力面加强筋的角度对产品所受应力的影响最大。加强筋设计为凸起结构时更利于实际生产及产品的使用。     

动漫产业化高端人才现状与培养路径探析

针对某发动机活塞轻量化问题,进行了该结构模型的热机耦合分析,在此基础上完成了对活塞的变密度法拓扑优化设计,并从应力、变形、体积（重量）等方面对优化前后计算结果进行了比较和总结。研究结果表明：选择相同的材料,活塞质量较优化前降低了约 6.471%。优化后模型的最大形变量有所降低,应力峰值减少了16.73%,均力分布有所改善。     

分离机转鼓强度评定方法的对比研究

针对传统分离机转鼓的强度算法偏于保守,无法准确进行强度评定的缺点,将应力分析设计方法应用于转鼓的 强度评定。基于ANSYS Workhench有限元软件建立碟式分离机转鼓组件的有限元模型,进行正常工况下的静力分析,获 得转鼓筒体的应力和变形分布结果,并分别基于传统强度理论和应力分析设计方法对转鼓筒体的应力进行评定。分析 表明基于应力分析设计方法可以获得更加合理的评定结果,对建立分离机转鼓强度评定准则具有一定的指导意义。     

基于ANSYS Workbench的某轿车车身刚度研究

利用Catia软件对某轿车车身的三维模型进行简化,导入到ANSYS Workbench中,对车身进行前置处理并检查有限元网格划分质量。模拟仿真车身弯曲和扭转工况,计算车身相应刚度值、应力分布和车身开口处对角线变化值。分析仿真结果表明该车车身的弯曲刚度和扭转刚度都有一定的不足,但车身开口对角线变形量在标准范围内,为整车的改进设计提供了参考。     

铁路货车制动杠杆的优化与设计

针对某铁路货车制动杠杆的轻量化问题,进行了该模型的受力分析,并在此基础上完成了制动杠杆的变密度法拓扑优化设计。优化之后,从应力、变形、体积等方面与之前做了对比,并根据在工况下的受力进行了疲劳寿命的分析和总结。结果表明,优化之后的制动杠杆较优化之前质量减少了6.166%,应力状况有所改善。     

基于ANSYS的高速吹灌旋一体机灌装系统组合机架结构优化

为了满足新型高速吹灌旋一体机可靠、低耗和轻量化的要求,同时为了降低新产品的成本,课题组对其组合机架进行优化。基于有限元分析软件ANSYS对原灌装机架进行应力和模态分析,结果表明机架的最大应力和最大变形均较小,机械强度远超设计要求。故课题组采用减薄底部法兰和矩形管厚度的方法对原组合机架进行轻量化改进。研究结果表明：改进后在保证机架满足强度要求的同时,不会发生共振,符合轻量化要求。课题组的研究降低了成本和能耗。     

基于Abaqus的方程式赛车车架设计和刚度分析

按照FSAE比赛要求,本文设计了一种桁架式车架,并对其进行了理论设计和刚度分析。本文采用CATIA软件对桁架式车架进行了三维建模,再利用有限元分析软件Abaqus对车架进行刚度分析。结果表明,本文车架最大变形量为16.05mm,小于最大允许变形量25mm。本文设计的赛车车架为FSAE赛车的加工制作提供了理论依据。     

某轻型飞机方向舵操纵系统结构分析及优化

基于某款轻型固定翼飞机方向舵操纵系统的结构和原理,利用Hypermesh和Patran建立有限元分析模型,将Nastran作为求解器校核了设计工况下方向舵操纵系统操纵杆系及其安装摇臂的静强度,并计算了操纵系统杆系的稳定性,最后采用SIMP材料插值模型的变密度法的拓扑优化技术对关键摇臂进行优化,在满足设计功能且质量减少10%的前提下给出其拓扑优化结果,为摇臂的结构设计提供依据。该研究对飞机操纵系统的校核和轻量化设计提供了参考。     

基于响应面法的螺纹接头快速连接器分瓣内螺纹片优化设计

螺纹接头快速连接器在工作过程中，分瓣内螺纹片结构的变形会使O形圈密封端面间隙增大，降低连接器的密封性能。课题组提出了以减小分瓣内螺纹片的最大变形量和等效应力的同时最小化结构质量为优化目标的结构优化设计方法，通过拉丁超立方试验设计方法选取试验设计点，建立分瓣内螺纹片设计变量与质量、最大变形量和最大应力的二阶响应面模型；采用多目标遗传算法优化求解出Pareto最优解集，并通过设计变量灵敏度分析对最优解进行修约。结果表明：当结构质量仅增加6.16%时，结构最大变形量减小了35.75%，最大应力减小了29.7%。该设计方法以结构质量的微幅增大实现了最大变形量与应力的大幅减小，优化效果显著。     

基于有限元法的125型摩托车车架结构分析

针对某125摩托车局部振动比较严重，采用有限元分析软件ANSYS，对该款车架进行了结构模态分析，得到车架固有频率和振型。并与该牟架的试验模态分析结果进行比较，认为建立的模型满足设计要求，为后续车架结构优化改进工作奠定了基础。