基于有限元法的攪拌車主副車架結構拓撲優(yōu)化設計.pdf

1、結構優(yōu)化技術已經(jīng)逐漸發(fā)展成熟并應用于產(chǎn)品設計，它正以其獨特的優(yōu)勢改變傳統(tǒng)的產(chǎn)品設計流程。結構優(yōu)化設計分為結構的尺寸優(yōu)化、形狀優(yōu)化、形貌優(yōu)化和拓撲優(yōu)化。在概念設計這個決定80％最終產(chǎn)品成本的關鍵階段，結構拓撲優(yōu)化能考慮產(chǎn)品所需的性能，得到材料布局最佳的結構方案，從而大大節(jié)省時間和費用，提高產(chǎn)品性能，加快投放市場的速度，增強企業(yè)的競爭力。本文以某品牌10m3攪拌車為研究對象，對其主副車架的結構優(yōu)化設計進行了探討和研究，主要工作有:
　

2、　 1.消化吸收有限元分析理論，采用Ansys中結構靜態(tài)分析、模態(tài)分析和拓撲優(yōu)化等工具進行結構優(yōu)化。
　　 2.根據(jù)原攪拌車主副車架的實際尺寸建立了結構拓撲優(yōu)化初始模型，確定了攪拌車的主要工況、各工況下的載荷情況和位移約束，以多工況變形能為目標函數(shù)，體積比為約束函數(shù)，通過變密度法進行了結構拓撲優(yōu)化設計，并結合工藝性和經(jīng)濟性要求，根據(jù)拓撲優(yōu)化結果提取出新的主副車架結構。
　　 3.對拓撲優(yōu)化后的結構進行靜態(tài)特性分析，得出

3、該結構在各種工況下的靜態(tài)應力分布和變形情況，并以此為依據(jù)對有關結構進行局部改進，得出滿足靜態(tài)特性的新模型。
　　 4.用分塊蘭索斯法對改進后的攪拌車主副車架結構進行動態(tài)特性分析，得出該結構在各種工況下的固有頻率和振型，結合車架動態(tài)特性指標對改進后的結構進行了評價。
　　 通過本文的研究，得到有關拓撲優(yōu)化設計和車架結構材料布局的主要結論為:
　　 1.以多工況最大變形能為目標函數(shù)，體積比為約束函數(shù)，對攪拌車主副車架