基于自适应响应面法的地铁车辆空压机框架结构优化设计 被引量：1

1

作者 周锦柯 宫岛 刘广宇 《城市轨道交通研究》 北大核心 2024年第8期27-33,共7页

[目的]建立地铁车辆空压机框架的有限元模型,通过模态试验和振动测试进行校核,发现干燥器框架垂向弯曲模态频率与电机倍频相重合,且隔振率较低。在满足模态频率和隔振率要求的前提下,综合有限元法与最优化技术,对空压机框架进行结构优... [目的]建立地铁车辆空压机框架的有限元模型,通过模态试验和振动测试进行校核,发现干燥器框架垂向弯曲模态频率与电机倍频相重合,且隔振率较低。在满足模态频率和隔振率要求的前提下,综合有限元法与最优化技术,对空压机框架进行结构优化设计。[方法]以空压机框架厚度为优化变量,首先进行DOE(试验设计),获取不同的空压机框架样本,通过移动最小二乘法建立空压机框架近似模型。基于此近似模型,以框架垂向一阶弯曲模态频率、干燥器框架垂向弯曲模态频率和隔振率为优化目标,通过自适应响应面法进行优化设计,得到框架参数的最优方案。[结果及结论]与优化前相比较,优化后的框架垂向一阶弯曲和干燥器框架垂向弯曲模态频率与轨道激励频率(一般为15.0 Hz)、电机旋转基频(24.5 Hz)及倍频相差3.0 Hz以上,达到最佳可避免共振条件,且隔振率能够提高20%~25%,而总质量仅增加6%。 展开更多

关键词 地铁车辆 空压机 框架结构优化 试验设计 自适应响应面法

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基于自适应响应面法的车身前部吸能部件优化 被引量：29

2

作者 兰凤崇 钟阳 +2 位作者 庄良飘 陈吉清 方舟 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期404-408,共5页

结合新车型开发中的整车碰撞分析,引入自适应响应面法对车身前部吸能结构进行了优化研究。避免了传统响应面法完全依赖于最初选定的试验点,对复杂函数拟合精度较差的问题。通过对前纵梁等主要吸能部件的板厚进行优化,提高了车身的正面... 结合新车型开发中的整车碰撞分析,引入自适应响应面法对车身前部吸能结构进行了优化研究。避免了传统响应面法完全依赖于最初选定的试验点,对复杂函数拟合精度较差的问题。通过对前纵梁等主要吸能部件的板厚进行优化,提高了车身的正面抗撞性,为汽车产品开发提供了有价值的参考。 展开更多

关键词 汽车车身 碰撞吸能 优化 自适应响应面法

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基于自适应响应面法的发动机罩行人头部保护效果研究 被引量：6

3

作者 杨娜 刘明敏 +1 位作者 赵桂范 蒋熊力忍 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第4期435-439,452,共6页

为使发动机罩具有较好的行人保护效果,首先根据行人头部冲击器与原车的碰撞仿真结果,分析了影响行人头部损伤的主要因素;接着对与各影响因素相关的发动机罩关键结构参数进行初步优化,利用全因子试验设计对优化方案进行仿真;最后利用自... 为使发动机罩具有较好的行人保护效果,首先根据行人头部冲击器与原车的碰撞仿真结果,分析了影响行人头部损伤的主要因素;接着对与各影响因素相关的发动机罩关键结构参数进行初步优化,利用全因子试验设计对优化方案进行仿真;最后利用自适应响应面方法建立人-车事故中行人头部的HIC值等效模型,确定基于车辆关键结构件材料、刚度匹配的行人头部保护优化方案,并对方案进行试验验证。结果表明:优化所得的发动机罩总成材料和刚度匹配方案,使行人头部HIC值降低约10%,发动机罩总质量降低约15%,实现了测试车辆发动机罩总成对行人头部保护性能的优化和轻量化。 展开更多

关键词 汽车被动安全 行人头部保护 发动机罩 自适应响应面法

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基于自适应响应面法的输电塔线体系腐蚀疲劳可靠度研究 被引量：1

4

作者 张春涛 范文亮 +2 位作者 鲁黎 李正良 刘潇 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2014年第11期155-160,共6页

环境腐蚀和风振疲劳耦合作用下输电塔体的结构性能逐渐退化,满足预定设计功能的概率减小。然而,传统响应面法计算结构可靠度时均不能兼顾"效率"和"精度"。为此,首先通过严格的数学推导给出了交叉项是否存在的判断准... 环境腐蚀和风振疲劳耦合作用下输电塔体的结构性能逐渐退化,满足预定设计功能的概率减小。然而,传统响应面法计算结构可靠度时均不能兼顾"效率"和"精度"。为此,首先通过严格的数学推导给出了交叉项是否存在的判断准则,将该判断准则与传统二次响应面法相结合建立了考虑部分交叉项的自适应响应面法。然后,通过Q345等边角钢腐蚀疲劳试验结果给出了构件腐蚀疲劳t-P-S-N曲线方程,再与概率论相结合建立了随机疲劳曲线方程。最后,通过工程算例采用建议自适应响应面法以风速、腐蚀时间和随机腐蚀疲劳S-N曲线方程为随机变量对输电塔线体系进行了腐蚀疲劳可靠度研究,结果表明:①交叉项判断准则能有效地保留相互影响随机变量之间的交叉项;②建议自适应响应面法在满足精度的同时能有效减少计算量;③构件随机腐蚀疲劳S-N曲线模型在结构可靠性分析中简单易行。 展开更多

关键词 自适应响应面法 腐蚀疲劳 结构可靠性 S-N曲线 交叉项

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基于汽车正面碰撞的吸能盒设计及优化 被引量：10

5

作者 雷刚 谭皓文 +3 位作者 樊伟 李灿 杨述松 江晶晶 《重庆理工大学学报（自然科学）》 CAS 2013年第3期1-5,共5页

对汽车正面碰撞有限元模型进行了分析,建立了可替代整车碰撞模型的子模型,并对其进行验证。在所建立的子模型的基础上,设计出了双层波纹管样式的吸能盒结构,利用自适应响应面法对其厚度进行优化设计。整车碰撞仿真结果表明:吸能盒结构... 对汽车正面碰撞有限元模型进行了分析,建立了可替代整车碰撞模型的子模型,并对其进行验证。在所建立的子模型的基础上,设计出了双层波纹管样式的吸能盒结构,利用自适应响应面法对其厚度进行优化设计。整车碰撞仿真结果表明:吸能盒结构吸收的能量比原结构提高了14.2%,纵梁碰撞力比原结构减小了15.3%。 展开更多

关键词 正面碰撞 有限元 子模型 吸能盒 自适应响应面法

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基于碰撞安全性的保险杠横梁轻量化设计与优化 被引量：28

6

作者 曹立波 陈杰 +1 位作者 欧阳志高 刘适 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第23期2888-2893,共6页

提出了基于耐撞性能和行人保护性能的保险杠横梁轻量化设计要求,以某量产车型的保险杠系统为研究对象,对保险杠横梁进行轻量化设计。以质量最小为优化目标,采用中心复合试验设计和自适应响应面法对所设计的铝合金保险杠横梁壁厚进行了... 提出了基于耐撞性能和行人保护性能的保险杠横梁轻量化设计要求,以某量产车型的保险杠系统为研究对象,对保险杠横梁进行轻量化设计。以质量最小为优化目标,采用中心复合试验设计和自适应响应面法对所设计的铝合金保险杠横梁壁厚进行了试验仿真优化。研究结果表明:所设计的铝合金横梁与原钢制横梁相比,在显著轻量化的同时有效提高了耐撞性能和行人保护性能。 展开更多

关键词 保险杠横梁 碰撞安全 轻量化 自适应响应面法

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考虑材料变形路径及应变率的车身前端吸能结构优化 被引量：8

7

作者 王金轮 兰凤崇 陈吉清 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第3期265-271,共7页

为了研究不同厚度及强度的高强度钢板对车辆正面碰撞性能的影响,以车身前端主要吸能结构的比吸能最大化为目标,构件的材料和厚度为设计变量,并考虑材料的变形路径和应变率效应,通过试验设计、近似模型与自适应响应面法相结合进行优化,... 为了研究不同厚度及强度的高强度钢板对车辆正面碰撞性能的影响,以车身前端主要吸能结构的比吸能最大化为目标,构件的材料和厚度为设计变量,并考虑材料的变形路径和应变率效应,通过试验设计、近似模型与自适应响应面法相结合进行优化,得到了高强度钢板最优的匹配方案。优化后降低了车辆加速度和制动踏板侵入量等乘员伤害指标,提高了车体结构的耐撞性。本研究同时验证了基于自适应响应面法进行优化的可行性。 展开更多

关键词 100%正面碰撞 自适应响应面法 高强度钢板 吸能结构 优化

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非完全试验信息的悬架橡胶-钢衬套本构模型多参数识别 被引量：2

8

作者 陈宝 柯坚 +2 位作者 赵鹏 雷刚 陈茜 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2014年第6期918-923,共6页

以轿车扭力梁后悬架的橡胶-钢衬套为对象,通过应变能密度函数确定Yeoh多项式为衬套的本构模型。进行结构试验并获取X,Y,Z轴向"位移-力"历程曲线的非完全试验信息,利用HyperStudy与ABAQUS进行初始试验仿真,分析试验与仿真曲线... 以轿车扭力梁后悬架的橡胶-钢衬套为对象,通过应变能密度函数确定Yeoh多项式为衬套的本构模型。进行结构试验并获取X,Y,Z轴向"位移-力"历程曲线的非完全试验信息,利用HyperStudy与ABAQUS进行初始试验仿真,分析试验与仿真曲线的一致性;设定Yeoh多项式的多参数C10,C20,C30、Di为优化变量并赋初始值,优化目标是"面积差"或"位移差"平方为零的6类函数。采用自适应响应面法,经过14次迭代,6类函数的总加权值收敛逼近于零,识别出一组能较准确模拟衬套力学行为的本构模型参数值。试验仿真结果发现Y向曲线拟合精度高,预紧模拟及网格歧异等导致X与Z向曲线拟合差,但瞬态刚度值误差均在8%内,在工程中属于可接受范围。 展开更多

关键词 橡胶-钢衬套 本构模型 结构试验 多参数识别 自适应响应面法

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基于模态和刚度的车门轻量化研究 被引量：13

9

作者 刘锋 张瑞乾 陈勇 《机械强度》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期476-481,共6页

以某车型左前车门为对象,将拼焊板与自适应响应面法相结合的方式应用于车门部件厚度优化进行轻量化研究。在Hyperworks中建立车门有限元模型,并对其进行模态、刚度分析。利用Hypermesh共节点模型模拟激光拼焊技术,将原点焊车门内板前、... 以某车型左前车门为对象,将拼焊板与自适应响应面法相结合的方式应用于车门部件厚度优化进行轻量化研究。在Hyperworks中建立车门有限元模型,并对其进行模态、刚度分析。利用Hypermesh共节点模型模拟激光拼焊技术,将原点焊车门内板前、后部采用拼焊板方式连接进行优化设计。通过灵敏度分析,选取部分板件在HyperStudy中采用自适应响应面法对车门进行优化设计。优化后的车门相对原车门质量下降了6.01%。并对优化后的车门重新进行模态和刚度分析,验证了拼焊板和HyperStudy优化方法对车门轻量化研究方法的可行性。 展开更多

关键词 模态 刚度 拼焊板 自适应响应面法 轻量化

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基于DOE参数筛选的SPH鸟体参数反演 被引量：3

10

作者 罗军 刘长虹 +2 位作者 洪清泉 鞠锋 丁敏 《机械设计与制造》 北大核心 2012年第9期90-92,共3页

鸟体参数的准确性对鸟撞仿真精度有重大影响,参数反演可以克服人工试凑法的局限性,搜寻出合理的鸟体参数,提高鸟撞仿真精度。在HyperStudy多学科优化平台下,先采用正交实验设计方法挑选出对位移结果敏感的鸟体参数,以简化优化问题的复... 鸟体参数的准确性对鸟撞仿真精度有重大影响,参数反演可以克服人工试凑法的局限性,搜寻出合理的鸟体参数,提高鸟撞仿真精度。在HyperStudy多学科优化平台下,先采用正交实验设计方法挑选出对位移结果敏感的鸟体参数,以简化优化问题的复杂性和计算量,然后采用自适应响应面法进行鸟体的参数反演的多目标优化,优化目标为最小化鸟撞位置处仿真位移和实验位移的平方差。RADIOSS的求解结果表明,采用优化后的鸟体参数的鸟体模型的仿真曲线与实验曲线拟合效果大大提高。 展开更多

关键词 参数反演 实验设计方法 自适应响应面法 HyperStudy

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基于模态刚度和强度的岸桥金属结构轻量化研究 被引量：3

11

作者 张慧博 李义明 郭永进 《机械设计与制造》 北大核心 2008年第11期109-111,共3页

提出了基于模态、刚度和强度的岸桥金属结构轻量化设计方法,该方法在保证第一阶整体模态频率不降低、大梁最大变形不增大以及结构最大应力不超过允许范围内的条件下,以HyperStudy和ABAQUS为工具,应用自适应响应面优化方法,进行尺寸优化... 提出了基于模态、刚度和强度的岸桥金属结构轻量化设计方法,该方法在保证第一阶整体模态频率不降低、大梁最大变形不增大以及结构最大应力不超过允许范围内的条件下,以HyperStudy和ABAQUS为工具,应用自适应响应面优化方法,进行尺寸优化设计,实现岸桥金属结构轻量化设计。该方法成功应用于某新型岸桥金属结构轻量化设计,最终在模态和刚度基本不变、结构最大应力仍在弹性范围内的情况下,减重14.2吨。 展开更多

关键词 岸桥 轻量化 自适应响应面法 尺寸优化

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田间作物表型获取无人车平台主体结构设计与优化 被引量：3

12

作者 唐政 余越 +1 位作者 刘羽飞 岑海燕 《浙江大学学报（农业与生命科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2023年第2期280-292,共13页

本研究旨在设计和优化一种稳定、轻量化的无人车载田间作物表型获取平台主体结构。为了满足高安全性、高稳定性、轻量化的要求,采用Pro/Engineer Wildfire 5.0软件设计无人车平台主体结构模型,并采用HyperWorks 2020软件进行有限元分析... 本研究旨在设计和优化一种稳定、轻量化的无人车载田间作物表型获取平台主体结构。为了满足高安全性、高稳定性、轻量化的要求,采用Pro/Engineer Wildfire 5.0软件设计无人车平台主体结构模型,并采用HyperWorks 2020软件进行有限元分析和结构模型优化。同时,在设计过程中对结构进行静力学和动力学分析。以结构整体质量最小化为目标函数,以材料屈服强度和一阶模态为约束条件,采用试验设计法提取多工况下对一阶模态和应力敏感的部件结构参数作为设计变量,大大减少了变量数量。应用自适应响应面法进行迭代计算,优化获取自适应的结构变量。与有限元模型的对应输出响应相比,自适应响应面近似模型在主体结构质量和一阶模态频率的误差分别为3.79%和4.32%,在静止与匀速、启动、停车工况下的最大应力误差分别为4.24%、4.14%和1.26%,表明自适应响应面近似模型具有满足设计要求的精度且误差均低于5%。相比于优化前的主体结构,在保持各工况安全系数在5.0以上的情况下,实现整体质量减少63.61%,得到了安全系数高、稳定性强的田间作物表型获取平台主体结构。 展开更多

关键词 田间作物表型获取平台 无人车 有限元分析 结构优化 自适应响应面法

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汽车后防撞梁安全性能分析及优化 被引量：4

13

作者 赖诗洋 夏小均 徐中明 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2018年第12期66-72,共7页

以某三厢轿车为对象,建立了其含假人的碰撞有限元模型,通过100%正面碰撞试验验证了模型的有效性。根据GB 20072—2006和实际生活中的追尾情况,建立了汽车-壁障和汽车-汽车两种追尾碰撞模型,对每种模型分别进行安装和未安装后防撞梁两种... 以某三厢轿车为对象,建立了其含假人的碰撞有限元模型,通过100%正面碰撞试验验证了模型的有效性。根据GB 20072—2006和实际生活中的追尾情况,建立了汽车-壁障和汽车-汽车两种追尾碰撞模型,对每种模型分别进行安装和未安装后防撞梁两种情况下的碰撞进行仿真分析。结果表明,未安装后防撞梁时,汽车后部结构变形大幅增加,后排乘员损伤增加,且汽车-汽车形式的追尾碰撞比汽车-壁障追尾碰撞更为严重。采用移动最小二乘响应面法建立预测模型,结合自适应响应面法对汽车后防撞梁的厚度进行优化匹配,有望实现后防撞梁的轻量化和改善后排乘员的损伤情况。 展开更多

关键词 追尾碰撞 后防撞梁 移动最小二乘响应面法 自适应响应面法

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基于HyperWorks的电动汽车前舱盖多目标优化设计 被引量：9

14

作者 韩善灵 吕兴栋 +1 位作者 卢翔 刘成强 《现代制造工程》 CSCD 北大核心 2018年第5期73-78,共6页

为了解决某电动汽车前舱盖质量轻量化、模态特性及行人碰撞安全之间的矛盾,运用HyperWorks软件对前舱盖进行了结构优化设计。首先,对电动汽车前舱盖进行了行人头部碰撞仿真模拟,计算出其头部损伤值HIC;其次,利用折衷规划法对前舱盖内板... 为了解决某电动汽车前舱盖质量轻量化、模态特性及行人碰撞安全之间的矛盾,运用HyperWorks软件对前舱盖进行了结构优化设计。首先,对电动汽车前舱盖进行了行人头部碰撞仿真模拟,计算出其头部损伤值HIC;其次,利用折衷规划法对前舱盖内板进行了多目标拓扑优化设计,并且对改进后的模型进行了碰撞仿真及结构强度验证;最后,运用自适应响应面法对前舱盖内、外板进行了多目标尺寸优化设计。优化结果表明:改进后的前舱盖总质量减少8.8%;其低阶固有频率值均大于共振频率;改进后的前舱盖HIC值为858.6,达到了我国行人安全保护法规的标准。 展开更多

关键词 前舱盖 HyperWorks软件 折衷规划法 多目标拓扑优化 自适应响应面法

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