基于拓扑和尺寸组合优化的ATV车身轻量化研究

针对车身结构在概念设计阶段出现的拓扑优化结果不连续,结构优化设计周期时间长等问题,基于optistruct优化软件,提出一种拓扑和尺寸组合优化模型.该模型可以同时进行尺寸优化和拓扑优化设计,得到车身蒙皮优化尺寸和最优的车身骨架加载路径,同时缩短了结构的概念设计阶段的设计周期.以ATV车身的结构优化设计为研究对象,对比优化前后的分析结果,在不降低结构性能的前提下优化后的结构减重105.5kg,验证了该方法的可行性.

汽车座椅结构的轻量化设计

针对当前许多拓扑优化结构中存在的制造工艺问题,提出了一种考虑挤压工艺约束和应力约束的拓扑优化模型。采用该方法对座椅骨架进行轻量化设计,并对新设计的座椅骨架进行校核。分析结果表明:新的座椅结构在满足各项性能和挤压工艺约束的同时达到了明显的轻量化效果,证明了该拓扑优化方法的可行性。

基于加权应变能的某ATV车身拓扑优化设计

以极限弯曲和扭转工况的加权应变能最小为目标函数,以设计区域的体积分数为约束,以设计区域的材料密度为设计变量,建立基于加权应变能的拓扑优化模型。并对某ATV车身进行拓扑优化设计,得到了结构的载荷传递路径,验证了该方法的可行性。

某越野车悬架下摆臂的结构轻量化设计

针对某越野车悬架的摆臂结构,应用轻型的铝合金材料替代原来的钢板材料。在结构的概念设计阶段,基于摆臂的多工况工作环境,采用密度法的拓扑优化技术,实现了摆臂结构的轻量化设计。最终,该越野车的悬架下摆臂实现减重12.10%