进港行李转盘轻量化研究

为了减轻行李转盘的质量、降低制造成本，课题组进行了轻量化设计。课题组利用SolidWorks建立了进港行李转盘主要承载部件机架的实体模型，使用ANSYS Workbench模块对机架进行静力学分析与动力学模态分析；对机架中的支撑立板结构进行拓扑优化，根据优化结果对机架进行轻量化设计。仿真结果表明：轻量化后的机架满足设计要求，且质量降低了20.35%。该研究方法实现了轻量化设计的目标，降低了生产制造成本，提升了产品的竞争力。     

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。     

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。     

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。     

基于拓扑优化的折弯机结构优化设计

针对传统折弯机设计存在结构过于保守、笨重等缺点,以某数控液压折弯机为研究对象,利用Pro/E建立三维模 型,并根据有限元理论应用ANSYS Workbench软件对折弯机进行拓扑优化。以轻量化为目标,基于拓扑优化结果,给出 初步优化模型,再通过尺寸优化确定墙板和加强板厚度。最终给出满足强度刚度要求的结构优化方案,并使总体质量减 少。研究提出了在折弯机结构优化设计中,将拓扑优化与尺寸优化相结合的设计方法。     

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。     

纯电动压缩式垃圾车刮滑板结构轻量化研究

当前环卫企业纯电动压缩式垃圾车续航里程短、动力不足等问题突出,而传统的结构轻量化方案效果并不理想。为此,以寻求垃圾车压缩关键部件刮滑板的最优结构为研究目标,引入HyperMesh工程软件中拓扑优化模块以及有限元静力分析模块,建立了基于变密度理论SIMP法的拓扑优化数学模型,并结合现有结构尺寸优化、形状优化方法完成了刮滑板结构设计及有限元校验。研究结果表明:引入先进的拓扑优化方法可有效优化刮滑板结构,并降低刮滑板总质量,为拓扑优化理论在实际工程中对复杂零部件的轻量化技术研究以及新产品结构设计提供了先进的设计研究方案。     

基于HyperWorks的混合动力环卫车副车架有限元分析及轻量化设计

为降低混合动力环卫车副车架质量和整车油耗,达到车辆节能减排的目的,采用CATIA建立混合动力环卫车副车架的三维模型,并导入HyperWorks中。利用HyperWorks建立副车架的应力分析有限元模型,并计算颠簸、转弯、加速3种工况下副车架的应力分布和变形量。基于静态的有限元仿真结果,以颠簸工况作为设计工况对副车架进行拓扑优化。根据得到的优化结果,提出在副车架上适当加工减重孔的轻量化设计方案,并对改进设计后的副车架进行仿真,验证方案的合理性。研究结果显示:在满足副车架强度和变形量要求的前提下,通过对副车架的轻量化设计,使副车架总质量降低12.96%,实现了轻量化的目标。     

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。