基于Isight集成平台的轨道弹条扣件优化设计

针对轨道弹条扣件断裂率较高的问题,使用ABAQUS进行有限元分析,计算弹条的应力分布和位移变化情况。为提高弹条优化分析效率,采用正交数组试验设计(design of experiments,DOE),获得对弹条性能影响较大的几何参数。基于Isight平台集成SolidWorks和ABAQUS,利用Python编写仿真流程脚本。在标准安装约束下,以几何参数为设计变量,以弹条优化指标为目标函数,对弹条进行优化设计。结果表明:优化后,弹条质量减少2.1%,最大应力减小9.1%,弹条优化指标提高12.3%,弹条性能提升且在相同弹程下,扣压力满足标准要求,可为弹条设计提供参考。

基于Isight的3-UPS-S并联机器人机构多目标优化

综合考虑并联机器人机构工作空间、灵巧度、承载能力、刚度等多方面性能要求,以3-UPS-S型并联机构为例,基于Isight集成Matlab、Pro/E、ANSYS等软件,构建多目标优化设计基本流程,进行并联机构多目标尺度综合,建立一种并联机构多目标优化的方法。研究结果表明,该方法可以有效集成各领域工程软件进行组合试验设计与多目标优化,实现自动计算运动学和动力学性能指标、自动三维模型建立及有限元分析等步骤,得到Pareto图及Pareto前沿,决策者可根据优化信息选取合适的最优解。

应用Isight的复合材料桁架结构优化设计

轻质复合材料及其结构以其优异的力学性能在航天航空飞行器上得到了广泛应用。考察玻璃纤维/环氧复合材料方形截面桁架在典型弯曲载荷工况条件下的非线性结构承载性能。采用Isight集成平台对桁架结构进行多参数优化设计,获得满足结构刚度和承载性能要求的最轻质桁架结构的几何参数,并分析最优化结构在载荷作用下的结构非线性响应行为。结果表明采用Isight平台对桁架结构进行多参数优化设计具有较高的效率和可信度。

基于Isight硫化罐卡箍的结构优化设计

应用CAE软件Proe、Ansys和协同优化设计软件Isight,构建了基于Isight的协同优化设计平台,利用这一平台并基于分析设计的思想,完成了对硫化罐卡箍的结构优化设计。研究表明:在不增加硫化罐卡箍质量的前提下,通过改进其结构参数可以显著改善卡箍的受力状况,最大当量应力可由213.05 MPa降至148.349 MPa,降幅达30.37%,从而为硫化罐卡箍的轻量化设计提供了依据。

基于Isight复合材料板弹簧的结构优化设计

本文采用多学科参数优化软件Isight中的Catia、Abaqus组件集成Catia、Abaqus和Isight,构建了基于Isight的多学科参数优化设计平台,通过这一设计平台结合分析设计的思路进行优化设计,实现了对某型号汽车复合材料板弹簧的结构优化设计。研究表明:在以复合板弹簧结构体积最小的前提下,选取合适的设计变量可以显著改善板弹簧的受力状况,板弹簧刚度值可由初始设计出的刚度值900N/mm提高至1101.7N/mm,与本款板弹簧的设计要求刚度值1100±110N/mm相比,误差仅为0.005%,从而为复合材料板弹簧的轻量化设计提供设计依据,复合板弹簧的质量为钢板弹簧的1/5左右,整车减重约67%,起到较好的轻量化设计效果。

Isight在现代设计理论与方法课程中的应用探究

随着科学技术的迅猛发展以及计算机技术应用的普遍应用,设计领域正在发生新的变革,各种各样的设计理论与方法层出不穷,使设计领域进一步科学与完善。丰富的设计理论与方法缩短了设计周期,提高了设计质量,节约了制造成本,为我国的制造业创造了巨大的经济效益。文章结合现代设计理论与方法教学章节内容,通过引入Isight软件,集成Solidworks与UG两个软件,课程中的“优化设计”、“可靠性设计”等内容进行了教学实践探究,论述了该软件引入教学环节的可行性与教学效果。

船体应力释放孔的优化

对部分应力集中十分严重的船体结构区域,可以通过设置应力释放孔的方法来控制其应力峰值。为了最大程度地改善关注区域应力峰值,以应力释放孔的形状、尺寸和位置等参数为设计变量,以开孔边界、施工工艺和非优化区域应力水平为约束条件,以优化区域的材料屈服利用因子最低为目标,对应力释放孔进行形状优化和尺寸优化。基于Isight平台,集成应力释放孔的参数化建模程序,采用遗传算法迭代求解,可得到最优设计方案。

多目标遗传算法NSGA-Ⅱ在某双前桥转向机构优化设计中的应用

针对东风某双前桥转向重型汽车在使用中存在的轮胎异常磨损问题,利用ADAMS/View软件建立了样车双前桥转向机构参数化仿真模型,基于选择的设计变量与目标函数,在iSIGHT软件中通过集成ADAMS/View模型,对设计变量进行了DOE分析,并利用改进的非支配排序遗传算法NSGA-Ⅱ实现了双前桥转向机构的多目标优化,根据Pareto最优解得到仿真结果表明:优化后各车轮转角误差大大减小,可有效解决车轮异常磨损问题。利用多目标遗传算法和计算机仿真集成技术对转向机构进行优化设计,可为今后汽车系统的设计、开发提供新的有效途径。

硫化罐卡箍的质量优化设计

应用CAE软件Proe,Ansys和协同优化软件Isight,构建了基于Isight的协同优化设计平台,解决了软件之间的数据通信技术问题和设计分析过程的自动化技术问题。并利用这一平台、基于分析设计的思想成功完成了对硫化罐卡箍的质量优化设计,为今后过程装备的改进优化提供了一种技术路线。

复合材料光伏支架梁结构优化分析

在ABAQUS中搭建复合材料光伏支架梁的仿真模型,以Isight为平台与ABAQUS后台代码进行交互,集成多岛遗传算法对光伏支架梁结构进行多参数优化设计。对约束变量和设计目标进行参数研究试验设计,得到Pareto图验证优化结果的可靠性,并对最优支架结构进行线性屈曲分析校核其稳定性。研究结果表明:采用Isight平台集成ABAQUS有限元分析软件对光伏支架结构进行多参数优化设计具有较高的效率和可信度。

大型飞机超临界翼型设计与优化

从初始翼型开始,利用型函数生成几何扰动量叠加到基本翼型表面,以型函数的权系数为设计变量,对翼型进行优化设计。在ISIGHT平台下集成以下三个模块:利用C++语言编写一个翼型关键点生成程序,来实现优化参数的计算;将生成的翼型数据点,调用并导入到GAMBIT内,由GAMBIT生成网格后结束GAMBIT;调用FLUENT对GAMBIT生成的网格进行流场计算;最后应用ISIGHT优化算法库中的遗传算法对FLUENT的计算结果进行分析,实现整个优化流程的自动化。以CJ818飞机为例,采用超临界翼型作为初始翼型,应用上述方法进行优化,结果表明此方法能设计出符合条件的基本翼型,有一定工程应用价值。

基于Adams的车辆瞬态操稳性优化仿真研究

汽车主动安全性的操稳性日受重视,可运用Adams、Isight和Matlab等进行优化提升。文章首先在Adams软件中建立虚拟样机并进行操稳性试验;其次,利用Matlab程序对样机的性能进行评价或绘图;然后,在Isight中集成Adams/Car和Matlab软件,建立自动运行的试验与优化工作流程;之后,用灵敏度分析筛选出主要设计变量,并利用这些主要的设计变量进行优化设计和稳健性设计,可以得到优化瞬态性能的解决方案;最后,对比优化前后的评分结果和失效概率,总结了经验并给类似的工程问题提供一种优化策略。

弯曲与径向联合优化在车轮上的应用

车轮是汽车的重要零部件,其重量直接影响整车油耗,钢车轮由轮辐和轮辋2部分装配焊接合成,在对钢车轮进行轻量化设计时,设计师主要对轮辐结构进行集成优化,由于合成装配工艺及径向加载方式的复杂性,一直无法实现轮辋结构集成优化。本文主要研究弯曲与径向联合优化设计在车轮上的应用,通过工艺优化、二次开发,DOE技术及近似模型创建等方法,利用ISIGH软件集成CATIA和ABAQUS来实现车轮弯曲与径向联合集成优化设计,在满足产品强度和刚度前提下,最大程度上实现产品轻量化,本文以长城超轻量化项目B30为研究对象,结果表明:在满足产品技术要求前提下,优化后车轮重量为7.2kg,相比目标重量7.5kg降低了0.3kg,为我司同系中最轻产品。研究结果为同类产品轻量化设计提供了极大的参考价值。