基于Isight平台的橡胶材料超弹模型参数优化

超弹模型及参数的选择对于橡胶制品仿真计算结果的准确性有着重要的影响。对三元乙丙圆柱形橡胶试样进行单轴压缩实验,利用不同的超弹模型对实验值进行拟合,建立与实验条件一致的仿真模型,来判断不同超弹模型计算准确性。基于Isight优化平台,选择序列二次规划(NLPQL)算法对拟合的超弹模型参数进一步优化,利用优化后参数进行仿真计算。结果表明,优化参数仿真计算结果与实验值具有很好的一致性,其能够更准确地描述橡胶材料的超弹特性。

基于Isight软件的白车身多目标优化方法

白车身(BIW)是汽车的重要组成部分,对驾乘人员的安全起到最直接的保护作用,其基本性能尤为重要,然而各性能之间往往存在冲突性,某一项性能的提升往往对其他项性能产生消极作用。为了在汽车车身设计过程中,更好地权衡某些性能,找到与设计车型目标性能更为匹配的设计参数,文章以某一小型纯电动汽车的白车身为例,通过有限元方法仿真分析其性能,再应用Isight软件采集数据并建立模型,找到多目标最优解,以供设计师选择满足设计目标且性能尽可能优异的设计参数,该设计方法对白车身参数设计具有一定的参考意义。

基于iSIGHT的薄壁直梁件抗撞性多目标优化

文章以iSIGHT设计软件为优化平台,集成Hypermesh和LS-DYNA,构建并实现了薄壁直梁件抗撞性多目标优化设计流程,在此基础上,运用拉丁超立方试验设计方法生成样本数据,采用响应面方法构建近似模型且其精度满足耐撞性设计要求;以比吸能SEA最大及碰撞峰值力Fmax最小为目标函数,采用多目标遗传算法NSGA-Ⅱ对响应面近似模型进行多目标优化设计,获取Pareto最优化解集,选取6个Pareto解进行有限元仿真验证。结果表明:近似模型方法能很好地取代实际仿真过程进行优化,且计算效率较高,基于6σ的多目标稳健性优化方法与确定性优化方法相比,稳健性优化结果提高了设计变量的可靠性和多目标函数的综合稳健性。

基于Isight的增程式电动汽车控制参数多目标优化

文章以某款增程式电动汽车(range-extended electric vehicle,REEV)为研究对象,设计了整车控制策略,借助整车性能仿真软件CRUISE和多学科设计优化软件Isight搭建了整车性能仿真和优化模型,并采用改进的非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm,NSGA-Ⅱ)对增程器控制参数进行多目标优化。优化结果表明,在满足整车能量需求的前提下,优化后的增程器总发电量减少了7.34%,汽车百公里燃油消耗量降低了8.28%。

基于iSIGHT的多学科设计优化技术研究与应用

阐述了多学科设计优化技术,在iSIGHT、Pro/E和Ansys软件集成环境下,对轴承座进行多学科设计优化。并对在单学科设计优化和多学科设计优化的环境下得到的优化结果进行了比较,得出了多学科设计优化结果更加有效地达到了优化目标的结论。

基于Isight平台NSGA-Ⅱ方法的3-PRS并联机构多目标优化

把Isight软件运用到3-PRS并联机构的多目标参数优化中,分析并建立3-PRS并联机构的工作空间、灵巧度、刚度和承载能力的指标。采用蒙特卡洛方法对多目标指标函数进行编程求解,以Isight软件为平台,集成Matlab软件,构建多目标优化基本流程,用Isight软件中封装的NSGA-Ⅱ方法对3-PRS并联机构的五个目标函数进行优化。得到分布性良好的Pareto解集及Pareto前沿,目标指标得以分析,并得出参数与目标之间变化规律。可根据优化信息,在Pareto解集中选取适合实际工况的最优解,最后给出优化算例。

基于ISIGHT的安全气囊盖板结构优化设计方法研究

选取某款弱化沟槽呈“H”形的聚碳酸酯/丙烯腈⁃丁二烯⁃苯乙烯共聚物(PC/ABS)合金材质安全气囊盖板为研究对象,并构建了其有限元仿真模型,对比有限元力学仿真分析结果与理论计算值验证了该有限元仿真模型的可靠性;通过ISIGHT软件集成Catia和ANSYS,选取安全气囊盖板弱化沟槽的横向长度、深度,纵向长度、深度4个参数作为设计变量,选取弱化沟槽横向最大应力与纵向最大应力作为响应变量,分析了设计变量对响应变量的贡献度分布特征并采用NSGA遗传算法对响应变量多目标优化。结果表明,横向长度、纵向深度对横向最大应力为负贡献度,横向深度、纵向长度为正贡献度;横向深度、纵向长度对纵向最大应力为负贡献度,横向长度、纵向深度为正贡献度;在合理范围内,4个参数值的优化设计,实现了横向最大应力提高和纵向最大应力降低的多目标优化,有效减少了安全气囊盖板爆破时产生的碎屑量,提升了产品的安全性能。

基于Cruise和Isight的两挡电动汽车传动系统匹配与优化

针对两挡电动汽车动力传动系统匹配与优化问题,根据整车设计参数及目标要求,通过理论计算对纯电动汽车驱动电机、动力电池、变速器等核心部件进行动力性匹配,运用Cruise仿真软件建立目标车辆的整车模型,并对匹配结果进行仿真验证。在动力性满足设计要求的前提下,为进一步改善经济性,搭建Cruise和Isight联合仿真模型,采用改进的非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ),对传动系统传动比进行多目标优化,获得兼顾动力性和经济性的最优方案。优化结果表明,优化后NEDC(New european driving cycle)循环工况下电耗比优化前降低了0.38 kWh/100 km,经济性提高2.4%;0~100 km/h加速时间比优化前降低0.95 s,动力性提高7.5%。

复合材料尖削结构同级优化方法研究及ISIGHT实现

现有复合材料优化方法在进行尖削结构优化时,设计变量多而且难以保证纤维的连续性,文章提出了一种基于尖削结构模型的复合材料的同级优化方法。通过引入了铺层组、铺层组厚度、铺层组铺层顺序和铺层组距离变量等参数,在不影响优化结果的同时能有效的减少设计变量个数,并保证纤维的连续性。文章借助商业软件ISIGHT实现了该同级优化方法,采用某层合板优化问题验证了该方法的有效性。

基于iSight平台的港口起重机结构分层动态优化研究

起重机的结构优化是典型的复杂动态多目标优化问题,目前主要依赖设计人员的经验和有限元软件优化模块进行计算,往往存在效率较低、优化算法不够优良、优化结果不尽人意等不足。提出基于ISight平台的大型港口起重机结构多目标分层优化方法,整体层以整机结构性能优化为主要目标,局部层以结构轻量化为主,并以岸边集装箱式起重机(岸桥)为例进行验证。结果表明,该方法能够方便引入先进优化算法,并可实现优化过程自动化及优化变量的离散化。

基于GRG算法和Isight的行星齿轮减速器优化设计

通过分析2K-H型行星齿轮减速器的物理模型,在Excel中建立了以太阳轮和行星轮重量最小为目标的优化设计模型,并利用广义简约梯度算法,在Isight环境下通过Optimization组件完成了对行星齿轮减速器的仿真优化。优化结果表明该方法经济可靠,取得了较好的优化效果。

基于Isight的民用航空发动机轮盘优化设计

本文以Isight为优化平台,集成建模、分网和计算分析软件,建立对航空发动机轮盘进行优化设计的流程。以最大周向应力和低循环疲劳寿命为约束,采用轮盘质量为目标函数,应用试验设计和序列二次规划法的组合优化方法,在轮盘周向应力和低循环疲劳寿命满足设计要求的情况下,减轻轮盘质量8.1%。同时,通过对轮盘参数的研究,得到了各参数与目标变量之间的关系。

基于PD控制算法与Isight系数优化的无人机轨迹跟踪

建立了无人机飞行动力学模型,设计了PD控制算法对无人机进行轨迹跟踪控制;基于Isight软件将多岛遗传算法和序列二次规划法相结合,对PD控制系数进行了优化调节,获得了较好的控制效果;对优化所得结果进行了仿真验证。仿真结果表明,PD控制算法可以较好地实现对无人机的轨迹跟踪控制,位置误差与速度误差最大值基本为0,组合优化方法可以提高参数寻优效果,可将代价函数减小2.9%。

某车架的可靠性分析及轻量化研究

车架是非承载式车辆的重要承载部件,对保证汽车安全行驶起着重要作用,因此保证车架的可靠性尤为重要。对车架进行轻量化研究对保障车辆安全性、节能减排以及减少生产成本等方面有重要的现实意义。首先建立某车型的车架参数化模型,并在此基础上进行可靠性分析,得到车架的位移概率分布图及可靠性数据,然后用ANSYS的优化模块对车架进行优化,最后应用ISIGHT联合ANSYS对其进行结构轻量化研究。结果显示,ISIGHT联合ANSYS优化得到车架模型尺寸较为理想,达到了轻量化设计的目的。

透射光学系统结构优化方法研究

为了减小透射式光学系统机械结构的重量,提出一种基于多学科优化软件的轻量化优化方法。光机结构重量与结构体积和材料属性有关,针对结构体积进行了轻量化优化。以镜筒壁厚等结构尺寸为变量,以施加载荷后的光学MTF值符合设计要求时的质量最小为目标,以一安防变焦系统结构为例验证了优化方法的可行性。与原始变焦系统结构相比,优化后重量减小了24.72%,光学系统MTF降低了0.76%,质量满足设计要求2 kg,MTF符合设计要求。对于透射式光学系统结构轻量化设计提供一种新的参考和借鉴方法。

2-RPU/SPR并联机构的多目标6Sigma稳健性优化

将Isight软件的NSGA-Ⅱ方法应用于2-RPU/SPR并联机构的6Sigma稳健性优化。方法建立2-RPU/SPR并联机构的工作空间、运动学灵巧度、刚度、最大和最小承载能力五个性能指标,设置约束条件,运用Matlab软件编程,并用Isight软件进行集成,进行确定性优化,得到优化解,在有噪声干扰的前提下,运用Isight对优化解进行6Sigma稳健性分析,进而运用NSGA-Ⅱ方法对这五个目标函数进行6Sigma稳健性优化。结果优化结果前后优劣对比,获得6Sigma稳健性优化后的良好结果。结论根据优化结果,并结合实际工况可选择最优设计参数,提高机构抗噪声干扰的能力,为高精密领域的包装机械提供一种高效直观的优化设计方法。

基于近似模型与遗传算法的纯电动车传动比优化

以某微型纯电动轿车的开发为平台,利用iSIGHT软件建立了整车Cruise性能仿真集成流程,基于建立的高精度RBF近似模型和NSGA-Ⅱ多目标遗传算法对样车传动系传动比进行了匹配优化。仿真结果表明:优化后汽车的动力性和经济性指标整体得以提升,且近似模型的应用使得寻优速度得到极大提高。本研究可为汽车动力传动系统参数的匹配与优化提供有效参考。

厚壁筒型泵体减重优化设计

泵的结构设计时应满足水压及工作条件下的强度和刚度条件。但为了节省材料、降低成本,提高市场竞争力,泵体尺寸不能设计得过大。本文提出了厚筒型泵的优化设计方法。优化设计的目标是减轻泵的质量,约束条件是泵的强度,优化设计变量是泵壳及泵盖厚度。将Isight优化软件与ANSYS结构分析软件集成起来,基于壳单元模型开展了减重优化设计。针对初始优化方案,使用实体模型校核其在工作条件下的强度,最终得到可行的减重优化设计方案。

侵彻条件下岩石类材料RHT模型参数敏感性分析

材料模型的参数敏感性分析对于简化材料参数确定及精确仿真计算结果具有重要意义。针对弹体侵彻半无限厚岩石靶体问题,考虑多种类型岩石的材料参数变化范围及参数间的非独立性,利用优化拉丁超立方设计(Opt LHD)算法设计了RHT模型参数计算矩阵并开展了参数敏感性分析,克服了以往研究中常采用单因素变量法进行分析的不足。分别以侵彻深度、弹体质量损失率及靶体损伤度为评价指标,结合355个有效数值仿真结果,分析了参数间的交互效应。结果表明,参数间存在交互效应,但总体参数组合对三类评价指标的交互效应均不显著,因此,进一步对参数进行了主效应分析。为了定量评价参数敏感性差异,通过建立参数与评价指标间的响应面模型,基于多元二次回归模型计算了参数贡献率,进一步得到了对于不同评价指标的材料参数敏感性排序结果。

基于结构可靠性分析的风力发电机主轴优化设计

基于ANSYS软件的参数化语言APDL,以结构尺寸参数为变量,建立兆瓦级风力发电机主轴的参数化有限元模型,并得到主轴有限元分析的命令流文件,在此基础上,利用数据优化软件ISIGHT联合ANSYS软件对风力发电机主轴进行实验设计(Design of Experiment,DOE),分析出各尺寸参数对风力发电机主轴最大工作应力的影响,选取影响较大的5个尺寸参数,利用ISIGHT软件的近似建模功能,建立风力发电机主轴最大工作应力和尺寸参数之间的二阶近似响应面模型。根据得到的响应面模型,通过MATLAB软件,编制风力发电机主轴静强度可靠性计算程序。最后,通过ISIGHT软件的优化模块,在保证主轴结构可靠度符合要求的情况下,对风力发电机主轴的尺寸参数进行了优化设计。优化结果显示,选用MISQP优化算法优化效果最好,优化后风力发电机主轴体积减少了2. 47%。