基于分区域优化模型的复合材料纺锤杆结构优化设计

本文对航天结构上使用的复合材料纺锤杆优化设计问题进行了研究。在结构层面,复合材料纺锤杆的截面沿轴向是变化的,在材料层面,杆件由各向异性的复合材料制作而成,因此,复合材料纺锤杆的优化设计相比传统材料杆存在更多的特点和难点。针对复合材料纺锤杆优化设计问题的特点和难点,提出了针对性的分区域优化模型,拓宽了优化设计的空间;建立了基于MATLAB和Ansys的优化设计方法,实现了复合材料纺锤杆的智能优化设计。优化结果表明,基于本文提出的优化设计模型和方法,纺锤杆较初始设计减重39.0%,较以往模型减重15.9%,证明了优化设计模型的优越性和优化设计方法的可行性。

基于混合试验设计的纯电动车多学科轻量化设计

为实现纯电动汽车结构轻量化设计,常采用基于试验设计和近似模型及优化技术的多学科优化设计。文章为了保证样本矩阵的正交性和均匀性,同时兼顾时间成本,对拉丁方试验设计进行改进,开发了混合试验设计算法。以某纯电动汽车开发为例,根据结构性能特点和工程经验对纯电动汽车白车身进行不同区域不同工况的轻量化设计,并利用混合试验设计方法生成兼顾正交性的均匀样本矩阵,建立近似模型并进行优化,整车减重8.8 kg,中间区域减重5.2 kg,减重率达6.4%。证明了采用混合试验设计方法可以生成具有较好效果的仿真方案,并减少样本数量,表明该算法具有工程实用性。结合分区域解耦优化策略,可以应用较少的资源和较低的时间成本,达到较好的减重效果。