某SUV車架多目標拓撲優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、近年來,拓撲優(yōu)化在結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究中成為前沿和熱點問題,而多目標多工況的優(yōu)化問題更是結(jié)構(gòu)優(yōu)化中的重點和難點。本文以某型 SUV為研究對象,首先論述了車輛結(jié)構(gòu)輕量化研究的重要性,回顧了拓撲優(yōu)化發(fā)展的歷程,提出了應(yīng)用多目標拓撲優(yōu)化方法對SUV車架進行優(yōu)化設(shè)計的構(gòu)想。
　　然后對結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化方法進行了分析,確立了以體積和頻率作為約束,以各工況載荷下對應(yīng)的最小柔度作為目標函數(shù),采用帶權(quán)重的折衷規(guī)劃法和SIMP密度函數(shù)插值模型研究多工況條件下車

2、架的多目標拓撲優(yōu)化問題,并對各目標函數(shù)進行歸一化處理,以消除數(shù)量級差異,利用優(yōu)化準則法對問題進行求解,最終得到了類似于X的車架結(jié)構(gòu)。
　　根據(jù)拓撲優(yōu)化結(jié)果,將實心結(jié)構(gòu)車架根據(jù)彎曲剛度標準,轉(zhuǎn)化為等剛度空心結(jié)構(gòu)車架,并對其進行有限元分析,得出空心車架的應(yīng)力結(jié)果,表明材料未充分利用,將車架各梁壁厚值進行尺寸優(yōu)化設(shè)計,建立了新車架的幾何模型和有限元模型,并進行了尺寸優(yōu)化。最后對新車架進行靜動態(tài)性能校核,結(jié)果表明重量減輕了12.8％,彎曲