基于變密度法的幾形鈑件加強(qiáng)筋拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)研究.pdf

1、板殼結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)板殼輕量化的重要途徑之一。采用變密度法，對(duì)“幾”形鈑金件的鎖扣支撐板進(jìn)行了加強(qiáng)筋布置設(shè)計(jì)。通過(guò)模擬確定，鎖扣支撐板按拓?fù)鋬?yōu)化法設(shè)置加強(qiáng)筋后，其成形性能和結(jié)構(gòu)剛度獲得較大改善。
　　為實(shí)現(xiàn)對(duì)幾形鈑金件加強(qiáng)筋設(shè)置的結(jié)構(gòu)優(yōu)化，采用變密度法的SIMP密度-剛度插值模型和優(yōu)化準(zhǔn)則，并結(jié)合有限元法完成優(yōu)化。
　　將基于變密度法的拓?fù)鋬?yōu)化方法與有限元軟件ANSYS相結(jié)合，以體積約束條件下尋求剛度最大化的四邊簡(jiǎn)支板殼為

2、例，基于ANSYS二次開(kāi)發(fā)語(yǔ)言APDL編寫(xiě)的拓?fù)鋬?yōu)化程序，得到了清晰的拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果，表明了此編程語(yǔ)言的正確性，為其它板殼的拓?fù)鋬?yōu)化提供了編程參考。
　　采用轎車座椅鎖扣支撐板為模擬對(duì)象，分析了鎖扣支撐板材料力學(xué)性能和受力加載情況，由實(shí)驗(yàn)獲得GQ280鋼的彈性模量、屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度等機(jī)械性能參數(shù)和鎖扣支撐板受力約束載荷；建立有限元模型，對(duì)其進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化計(jì)算，獲得清晰拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果圖。
　　按照鎖扣支撐板拓?fù)鋬?yōu)化圖實(shí)體部分的等效

3、應(yīng)力分布圖，按壓筋理論進(jìn)行加強(qiáng)筋設(shè)計(jì)。加筋后的鎖扣支撐板最大等效應(yīng)力較不加筋時(shí)減少12.80％，最大應(yīng)變能降低54.14％，最大變形位移量降低32.55％，剛度提高了29.3％，最低固有頻率從66.92Hz提高到74.25Hz。在拓?fù)鋬?yōu)化圖中非實(shí)體部分，在不影響鎖扣支撐板結(jié)構(gòu)剛度和連續(xù)性前提下增設(shè)孔洞去除材料，減少4％質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)。
　　按拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)加強(qiáng)筋，對(duì)提高板殼零件剛度和穩(wěn)定性具有重要意義?；谧兠芏确ǖ逆i扣支