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软件的地面台架试车条件下涡扇发动机部件特性辨识方法

为获得地面台架试车条件下涡扇发动机部件特性,基于ISIGHT软件搭建了部件特性辨识平台,提出了1种工程上通用的辨识方法。通过试验设计对可调参数进行了敏感性分析,获得地面台架试车条件下需辨识的主要部件特征参数,并结合优化算法获得精度高的辨识结果。对该辨识方法进行了验证,并基于某发动机地面台架试车数据,进行了实例应用。结果表明:验证结果中的辨识误差在0.22%以下,在实例应用中,个别参数辨识误差在4%以下,其余均在2.5%以下,满足精度要求,验证了该辨识方法的正确性,为涡扇发动机部件特性辨识提供了1种高效的方法。

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%。

ISIGHT集成CATIA和ABAQUS的制动蹄轻量化设计

以制动器强度和刚度作为约束条件,采用计算机辅助集成技术对领从蹄式制动器中的制动蹄进行轻量化设计研究。使用ABAQUS软件对领从蹄式制动器进行有限元分析,得到制动蹄的应力分布情况,并提取分析过程中制动鼓受到的摩擦力矩。通过ISIGHT软件集成CATIA和ABAQUS对制动蹄进行参数优化,对优化结果再次使用ABAQUS进行进一步分析,以提高分析精度,确定制动蹄最终的优化尺寸。研究结果表明:由分析得到的摩擦力矩与实验的制动力矩比较可知基于ABAQUS的分析步骤与方法正确可行。使用轻量化方法对制动蹄进行轻量化设计的效果较好,质量降低17.87%,应力仅增加2.86%,既实现了制动蹄的轻量化,又保证了制动蹄的强度和刚度。研究结果可为同类产品的有限元分析以及轻量化设计提供参考。

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。

基于软件集成平台的平面变压器优化设计

针对平面变压器绕组特殊结构,提出了一种基于iSIGHT软件集成平台的平面变压器优化设计方法。将电磁仿真软件Maxwell 3D和电路仿真软件Saber通过优化软件iSIGHT进行集成,研究了平面变压器的寄生效应,通过改变平面变压器原边与副边绕组之间的绝缘层厚度,调节绕组各寄生参数的大小,实现了降低危及开关安全运行的电压尖峰,改善开关电源的性能,最终获得平面变压器的最优设计,并通过仿真分析来验证理论分析的正确性。

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%。

基于iSIGHT的印刷模切机伺服配置设计研究

为了提高无轴瓦楞纸板印刷模切机伺服配置设计水平,提出一种采用多学科分析软件iSIGHT软件结合VC和数据库实现瓦楞纸板印刷模切机伺服配置设计的方法。采用MDO方法构建瓦楞纸板印刷模切机伺服配置设计模型,规划了瓦楞纸板印刷模切机伺服配置设计的优化目标、设计变量与约束,通过iSIGHT软件实现瓦楞纸板印刷模切机伺服选型配置。以瓦楞纸板印刷模切机印刷部为例,阐述了基于iSIGHT软件的伺服配置设计过程。实验结果表明:采用基于iSIGHT的瓦楞纸板印刷模切机伺服配置设计方法使无轴瓦楞纸板印刷模切机的伺服配置设计过程快捷、高效。

应用ISIGHT的大型弯管环柔性焊接技术可靠性研究

针对现有焊接技术未考虑大型弯管的各项参数变化,导致焊接结果难以满足实际产品性能要求的问题,提出引入ISIGHT软件,构建大型弯管环柔性焊接技术可靠性优化方案。利用ISIGHT中多目标优化算法自动确定目标权重值,计算出最优解集;再根据6Sigma设计方法和蒙特卡洛抽样技术分析大型弯管的可靠性和质量,并将裂纹、未焊透、残余应力和孔穴四种缺陷作为参数和目标,分别计算出每一种缺陷的许用值和性能函数,在此基础上完成焊接技术可靠性优化模型。通过仿真实验结果表明,使用所提方法进行优化后,各项参数得以提升,应力和位移均在阈值以上,相比文献[3]方法和文献[4]方法,这里方法应力具有较高的可靠性,能够满足工程设计条件。

基于ISIGHT的水下航行体水动力参数辨识方法研究

针对水下航行体弹道方程水动力参数辨识的复杂性,提出采用ISIGHT软件辨识水动力参数的方法,通过对待辨识参数的灵敏度分析,得到待辨识的关键参数,建立待辨识关键参数的辨识模型,对水弹道方程的水动力参数加以修正,提高了弹道仿真模型的置信度。最后结合实测数据验证了辨识方法的有效性。

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的商用车鼓式制动器的结构分析与优化

为了弄清鼓式制动器的结构,本研究以某款商用车型所使用的领从蹄式制动器为研究对象,对其建立了有限元仿真模型,同时通过模拟制动器的工作条件验证了制动蹄应力(符合使用要求);随后用Isight软件集成Catia和Abaqus,并选取制动蹄的三个结构参数作为设计变量,以制动蹄上的最大主应力作为优化目标,采用自适应模拟退火算法对制动器的结构参数进行了多目标优化,并通过有限元分析对优化结果进行了验证,优化结果表明,优化后的制动蹄最大主应力降低了10.89%,可有效地延长制动器的使用寿命.

基于iSIGHT平台的并行子空间算法研究

概述了并行子空间算法的两种计算框架。即基于学科级优化的并行子空间算法和基于试验设计的并行子空间算法,在对比两种算法框架特点的基础上,分析了基于试验设计法的并行子空间算法的工程实用性,最后结合算例在iSIGHT软件中完成了集成优化分析。

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%。

基于Abaqus-Tosca-Isight的橡胶水套联合优化设计

基于Abaqus-Tosca-Isight软件联合优化设计思路优化设计了橡胶水套,消除了应力集中问题;采用ABAQUS软件仿真分析了橡胶水套,其破损原因为局部应力集中;采用Tosca软件优化了橡胶水套应力集中区域形状,得到了消除应力集中的优化方向,还得到了其不规则优化结构;将Tosca软件的橡胶水套优化结果规范化、参数化,采用Isight软件优化了橡胶水套结构参数,最终得到简化规整、消除应力集中的橡胶水套结构。