基于Optistruct的汽车传动轴仿真分析及轻量化设计

以商用车传动轴为研究对象,基于Optistruct有限元分析软件对其进行力学仿真分析,考察在最大扭矩作用下传动轴上各部件的应力与位移分布情况,校核其强度和刚度.结合传动轴的应力分布和制造工艺要求,对传动轴部件开展轻量化设计.结果表明:利用仿真分析手段可以快速得到传动轴总成的传力路径,引入制造工艺要求进行轻量化设计后的部件不仅满足制造加工要求,而且应力分布更均匀.传动轴整体结构从原始23.8 kg减少为16.8 kg,减质量占比30%.该轻量化设计方法可在满足传动轴结构强度情况下快速实现减重目标.

基于OptiStruct的3种子模型法实现及应用

介绍了基于Optistruct求解器实现子模型法的3种方式,等参定量对比3种子模型法和全局模型法,计算结果表明:FIELD子模型方法计算结果同全模型存在差异,但差异可忽略不计;FBD子模型则完全一致;TCL子模型方法同全模型位移场、应力场相对误差分别为3.1%、5.7%。应用FBD子模型法简化计算不失为一条经济、高效率的途径。

OptiStruct在商用车驾驶室白车身焊点优化中的应用

文章通过优化驾驶室白车身焊点分布,以达到满足驾驶室白车身结构性能的基础上减少焊点数量的目的,建立有限元分析模型。利用OptiStruct模块对某驾驶室白车身焊点进行拓扑优化,得到焊点对结构性能贡献量分布情况,并依此调整焊点布置。通过对比优化前后的结构性能表明,驾驶室白车身焊点优化前后模态、刚度前后变化率比较小,运用Optistruct建立的驾驶室白车身焊点优化模型和分析方法是合理有效的,从而达到降低成本的目的。

基于ABAQUS和Optistruct的商务车副车架的优化设计

结合某新型商务车副车架的开发要求,在副车架初步设计阶段,利用ABAQUS软件对其常用的十个工况进行强度分析。根据各工况的应力分布情况,找出了应力集中的位置并分析其产生的原因,通过Optistruct优化工具对五个应力较大工况进行优化设计,根据优化后的截面尺寸再次进行强度分析,分析结果显示副车架在满足应力的要求下,总质量减小了15.31%,指导了新车副车架的开发。通过对副车架优化前后的应力对比,表明提出的优化方案是正确的。

基于OptiStruct的载人航天环境模拟舱结构优化设计

目的探讨利用优化设计分析方法进行载人航天环境模拟舱舱体结构设计可行性。方法基于Opti Struct优化分析软件,采用数学规划方法,结合模拟舱设计需求,确定设计变量、约束条件和优化目标,建立某舱优化模型。结果通过静力和屈曲分析得出舱体壁厚可减少1 mm,减重1 t,并使用常规设计方法对优化分析后的结构参数进行了验证,其结果满足标准要求。结论采用优化设计方法开展载人航天环境模拟舱舱体结构设计校核,可以得到更加合理、经济的设计结果。

基于Optistruct的结构静动力拓扑优化设计

基于Optistruct平台,研究了二维平面薄板及三维结构的静力、动力以及静动力联合的拓扑优化,给出了典型结构的算例,对比了优化参数取值不同时所对应的优化结果,探讨了优化过程中的网格依赖性以及拓扑优化的效率等问题。

基于Optistruct的防爬器结构优化设计

采用基于Optistruct的尺寸优化和形状优化相结合的优化技术,探讨了产品结构的多目标多任务最优化设计方法,并以地铁吸能防爬器为例进行了同时满足静强度和碰撞设计2种目标要求的优化分析,最后通过静强度分析和碰撞仿真对优化结果予以验证,证实了该方法的有效性。

基于OPTISTRUCT的龙门加工中心多目标优化设计

建立龙门加工中心的CAD/CAE模型,基于有限元方法求出整机在自重与切削力耦合情况下的静位移,同时提取前5阶模态。应用Hyperworks的OPTISTRUCT优化求解器以动静刚度最大及局部位移最小为目标,以横梁及立柱壳单元厚度为参数,结合多工况、多目标函数进行优化设计。从而在保证质量不变的前提下,提高了整体性能。

基于Optistruct的数控滚齿机床身拓扑优化设计

床身作为数控滚齿机的关键部件之一,其结构性能好坏将直接影响整机的工作性能。基于HyperWorks/Optistruct平台并结合拓扑优化技术,对床身进行模态分析和结构改进设计。分析结果显示,在满足床身工作性能要求的条件下减少了床身用材并提高了床身固有频率,为床身合理设计与改进提供了参考。

基于HyperMesh/OptiStruct的汽车零部件结构拓扑优化设计

基于结构拓扑优化在优化设计中的重要性,介绍了拓扑优化的方法和常用算法,建立了基于HyperMesh/OptiStruct的结构拓扑优化设计流程图,最后在考虑了三种不同载荷工况下,进行了汽车控制臂的拓扑优化,最终使得优化结构质量更轻。

基于OptiStruct的风力叶片拓扑优化设计

基于OptiStruct的优化平台对二维薄板和风力叶片进行了不同目标的拓扑优化,给出了均匀材料和复合材料结构分别在最小位移和应力目标下的拓扑优化结构。结果表明拓扑优化方法能够对复和材料的风力叶片进行有效优化,并提供材料的优化布局方案。

基于Altair-OptiStruct的客车车身结构拓扑优化设计

采用Altair-OptiStruct对某型客车车身结构进行拓扑优化计算,实现客车车身结构轻量化设计。根据优化空间最大化的原则,建立车身拓扑优化模型,然后分别对弯曲工况和弯扭组合工况进行车身结构拓扑计算,最后对新的车身结构性能进行验证评价。结果表明:拓扑优化后的车身骨架性能得到了提高、质量减少3.8%,优化结果可为客车轻量化设计提供参考。

基于OptiStruct的汽车制动钳拓扑优化设计

以某低速车制动钳为研究对象,建立了制动钳的三维模型,并对制动钳进行了刚度和模态分析。为了实现制动钳的轻量化,并减少制动钳在使用时产生的噪声,采用了变密度拓扑优化方法,建立了以柔度最小为优化目标、单元密度为变量、制动钳的刚度和模态为约束条件的拓扑优化数学模型。优化后的制动钳在满足使用条件的前提下模态频率避开了产生噪声概率高的区域,同时钳体的质量减轻了11.41%,达到了轻量化的目的。

满意协调法在OptiStruct中多目标拓扑优化中的运用

为了研究多工况下静态刚度和动态振动频率为目标函数的拓扑优化结构设计,提出了一种连续体结构多目标拓扑优化的研究方法。基于实体各向同性材料惩罚函数(SIMP)的插值模型,采用满意协调法把多目标问题转化为单目标问题,从而避免因单目标拓扑优化而不能满足车体结构性能要求的缺点,同时通过一些变换,规避了满意协调法中不含等式约束这一条件。运用OptiSt-ruct平台,以发动机盖为实例进行多目标拓扑优化,并与已经用于生产的成熟的发动机盖模型进行对比,验证了优化方案的可行性。

基于OptiStruct的重卡车架优化设计

本文提出运用OptiStruct工具进行重卡车架仿真和优化,介绍了3种优化方法,包括∶准确解读强度仿真结果寻找优化措施,基于强度仿真结果进行结构改进;针对关重结构进行拓扑优化摸索设计思路;通过全局的厚度与形状灵敏度分析,并通过实例将优化结果与同类车型实际结构对比,验证了仿真结果的正确性。

基于Optistruct的保险杠横梁拓扑优化设计

基于结构优化软件Optistruct,运用拓扑优化方法,对某车保险杠横梁结构进行了拓扑优化设计,得到保险杠横梁的初步结构,为进一步的尺寸优化打下了基础。

基于Optistruct拓扑优化的平衡悬架优化改进研究

为提高平衡悬架优化效率,缩短改进时间,结合Optistruct拓扑优化方法,在3种平衡悬架典型工况和12种整车运行工况中对平衡悬架进行三维拓扑优化,通过对拓扑优化结果的分析,指导产品改进设计,并在整车运行工况中验证。对某型号平衡悬架的优化实例表明,改进方案可显著降低平衡悬架应力水平,实现优化目的。

基于Optistruct的重力坝拓扑优化应用研究

基于Optistruct的变密度法,结合应变能优化准则对实体重力坝非溢流坝段进行拓扑优化。优化结果表明,坝体的应力、安全系数等指标均满足规范要求,证明了拓扑优化在重力坝剖面优化中的可行性和有效性。并进一步对优化结果进行数据拟合,分别对传统直线断面、三次曲线断面和折线断面进行了静力分析,发现折线断面在满足规范要求的情况下,坝趾竖向压应力更小,更符合应用要求。

一种基于OptiStruct-Abaqus的航空齿轮腹板轻量化设计方法

基于结构优化软件OptiStruct和商用有限元分析软件Abaqus,结合拓扑优化、尺寸优化和有限元接触分析等相关理论,针对航空齿轮轻量化设计问题,创新性地提出了一种齿轮腹板结构轻量化设计方法。以某型航空发动机附件传动齿轮为研究对象,基于OptiStruct软件对腹板结构进行拓扑优化与尺寸优化减重设计,利用Abaqus软件对齿轮进行接触性能计算,给出腹板结构轻量化设计的流程和关键技术。结果表明,在保证强度和传动误差要求条件下,齿轮整体质量减轻了39.6%,减重效果明显,实现了齿轮轻量化设计目的。

基于OptiStruct形貌优化的增压器隔热罩设计

以涡轮增压器隔热罩设计为例,介绍形貌优化的基本原理和应用方法,运用Opti Struct对隔热罩进行形貌优化,迅速准确地找出最优的加强筋布置方案,提高增压器隔热罩的模态,有效避免隔热罩与发动机的共振现象,降低隔热罩的频率响应应力,提高增压器的设计质量,减少优化设计时间。