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基于HyperWorks和Isight的商用车车架结构优化
| 论文题名： | 基于HyperWorks和Isight的商用车车架结构优化 |
| 关键词： | 汽车车架;轻量化;拓扑优化;强度刚度约束;有限元模型 |
| 摘要： | 随着全球性危机：资源短缺和环境污染日渐严重，轻型节能环保车辆成为目前汽车行业的研发热点。汽车车架作为汽车的主要承载结构，是汽车总成的重要组成部分，因此，在满足一定强度和刚度约束下，以轻量化为目标对车架进行结构设计，对汽车减重和节能环保具有重要的意义。 本文在对结构优化技术进行研究的基础上，总结了针对汽车车架结构的拓扑优化和尺寸优化技术，并选取轻卡车架作为工程实例对结构优化方法进行验证。本文中结构优化方法采用一种两级优化设计流程，首先第一级采用HyperWorks软件进行拓扑优化，以柔度最小为优化目标，对车架基结构有限元模型应用变密度的SIMP法进行求解，得到了一组拓扑结果，为车架的后续设计提供了方向性指导。 然后在拓扑结果和车架设计经验基础上修改并利用CATIA参数化建模，利用AYSYS的APDL命令流实现静力和模态分析过程。第二级采用Isight多学科设计优化软件集成CATIA和ANSYS进行尺寸优化，选取质量最小为优化目标，以最大应力、最大位移和频率为约束条件，应用多岛遗传算法优化了车架横梁的位置和宽度尺寸。 最后，在上述拓扑优化和尺寸优化结果的基础上，对最终车架结构进行强度和刚度校核及模态分析，结果显示其强度、刚度能够满足设计要求，且质量达到最小，并具有较好的动态特性，从而验证了本文所开展的结构优化方法的可行性与有效性。 |
| 作者： | 程丹应 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 高亮;肖蜜 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华中科技大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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