基于ANSYS的車架拓撲優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化可在改善或保持結(jié)構(gòu)性能的基礎(chǔ)上得到材料的最優(yōu)分布，它使復(fù)雜結(jié)構(gòu)在概念設(shè)計階段即可靈活、理性地進行方案優(yōu)選。本論文以某載貨汽車作為研究對象，通過對車架進行拓撲優(yōu)化設(shè)計并獲得合理的初始結(jié)構(gòu)方案，根據(jù)設(shè)計經(jīng)驗對拓撲結(jié)構(gòu)進行參數(shù)化設(shè)計，并用有限元分析軟件對車架進行強度校核以設(shè)計出滿足要求的汽車車架結(jié)構(gòu)，從而對實際生產(chǎn)提供理論參考。
　　 本文研究和探討了拓撲優(yōu)化理論和方法及其在汽車結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用，本文對有限元法的基本建模理

2、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。搜集某貨車車架的相關(guān)數(shù)據(jù)，對車架結(jié)構(gòu)進行力學分析，根據(jù)汽車車架的實際尺寸、載荷情況以及邊界條件建立了三維拓撲優(yōu)化基礎(chǔ)模型，對車架進行拓撲優(yōu)化設(shè)計，獲得車架較為合理的初始結(jié)構(gòu)方案。然后根據(jù)該越野車總體布置的要求，綜合考慮拓撲優(yōu)化的結(jié)果，參考國內(nèi)外其它同類車架的設(shè)計標準，并結(jié)合指導老師的實際設(shè)計經(jīng)驗，初步完成了車架的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計。對車架進行有限元建模和有限元分析，通過強度校

3、核，修改初步總體結(jié)構(gòu)設(shè)計并最終獲得滿足設(shè)計條件的車架結(jié)構(gòu)。本文研究表明，該載貨汽車車架的設(shè)計強度滿足設(shè)計要求。
　　 本文運用有限單元法對車架結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化設(shè)計及分析，所設(shè)計的車架重量輕、承載能力強，為實際車架的設(shè)計提供了理論參考。同時，拓撲優(yōu)化能夠為結(jié)構(gòu)的設(shè)計提供科學的依據(jù)，使復(fù)雜結(jié)構(gòu)及部件在概念設(shè)計階段即可靈活、理性地優(yōu)選方案;將計算分析與測試試驗相結(jié)合，提高了產(chǎn)品的設(shè)計效率和開發(fā)的精確性，并能夠根據(jù)市場的需求快速的對產(chǎn)品進行