工程車輛車架的拓撲優(yōu)化與減重設(shè)計.pdf

1、在某工程車輛的試制過程中，暴露出車輛重量偏大、機動性能差等技術(shù)問題。因此在保證車輛總體性能不削弱的前提下，對其進行減重設(shè)計成為刻不容緩的研究課題。本文以此為研究背景，綜合利用三維建模技術(shù)、有限元法和結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化理論等，對車輛的副車架進行結(jié)構(gòu)剛強度分析和拓撲優(yōu)化，為該類車輛的總體設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計提供理論依據(jù)和決策參考。 本文對有限元法的基本建模理論、基于變密度法的結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化算法以及車架的材料選型原則進行了論述。基于UG平臺構(gòu)建了車

2、架三維實體模型，在對其結(jié)構(gòu)特點和載荷狀況進行分析的基礎(chǔ)上，建立了車架的有限元模型，并進行了剛強度仿真和模態(tài)分析，對數(shù)值計算結(jié)果作出討論。 基于副車架的三維實體模型定義了優(yōu)化設(shè)計空間，在此基礎(chǔ)上建立用于拓撲優(yōu)化的車架有限元模型，進行了拓撲優(yōu)化計算，并獲得了優(yōu)化結(jié)果。結(jié)合實際制造要求，將優(yōu)化結(jié)果導(dǎo)入三維造型軟件并進行修改，獲得了車架拓撲優(yōu)化三維模型。 基于拓撲優(yōu)化結(jié)果，對副車架進行了結(jié)構(gòu)修改設(shè)計，建立了優(yōu)化方案的結(jié)構(gòu)有限元模