基于HyperWorks柴油機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的研究.pdf

1、隨著內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)的日益輕量化、復(fù)雜化，影響其性能的設(shè)計(jì)參數(shù)越來(lái)越多，限制約束參數(shù)越來(lái)越苛刻和復(fù)雜，同時(shí)對(duì)結(jié)構(gòu)的性能要求卻就越來(lái)越高。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法已經(jīng)很難適應(yīng)現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)發(fā)展的具體要求，采用現(xiàn)代的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法就顯得具有非常重要的意義。 本文綜述和分析了優(yōu)化設(shè)計(jì)的發(fā)展，討論了現(xiàn)代優(yōu)化設(shè)計(jì)的主要方法，即拓?fù)鋬?yōu)化、形貌優(yōu)化、尺寸優(yōu)化和形狀優(yōu)化的基本理論及其應(yīng)用。基于有限元分析軟件和HyperWorks專業(yè)軟件，進(jìn)行了內(nèi)燃機(jī)零部件優(yōu)化設(shè)

2、計(jì)方法的應(yīng)用研究。 本文選取了以油底殼為代表的殼單元和以機(jī)體為代表的實(shí)體單元作為研究對(duì)象，采用不同的有限元模型建立的方法和優(yōu)化方法分別加以研究。針對(duì)4100QB柴油機(jī)油底殼，首先采用殼單元經(jīng)過幾何清理、網(wǎng)格劃分和單元檢修建立了油底殼的二維有限元模型。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行自由模態(tài)的分析，為進(jìn)一步的結(jié)構(gòu)優(yōu)化提供了依據(jù)。然后針對(duì)油底殼的具體特點(diǎn)而采用形貌優(yōu)化的方法，通過對(duì)油底殼壓痕筋的重新布置，最終實(shí)現(xiàn)了通過提高自身的固有頻率以降低其輻射噪

3、聲的目的。針對(duì)4100QB柴油機(jī)機(jī)體，首先建立了經(jīng)過適當(dāng)簡(jiǎn)化的有限元模型，然后采用試驗(yàn)?zāi)B(tài)和計(jì)算模態(tài)相結(jié)合的方法驗(yàn)證了機(jī)體有限元模型的正確性。在對(duì)機(jī)體施加合理的邊界條件的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了約束模態(tài)計(jì)算和靜強(qiáng)度計(jì)算，并以此作為機(jī)體結(jié)構(gòu)優(yōu)化的依據(jù)和衡量標(biāo)準(zhǔn)。最后，通過拓?fù)浞治龊托螤顑?yōu)化相結(jié)合的優(yōu)化方法實(shí)現(xiàn)了在保證機(jī)體模態(tài)和強(qiáng)度要求的基礎(chǔ)上的機(jī)體輕量化設(shè)計(jì)。 各種優(yōu)化方法及其組合應(yīng)用對(duì)于內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化具有重要的意義。實(shí)踐證明：現(xiàn)代有限