低地板电动客车车顶结构多目标优化 被引量：1

1

作者 张步云 邹康 王勇 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第3期226-230,236,共6页

低地板电动客车常采用电池组置于车顶的布置方式,这使得车辆重心升高而影响其安全性。在保证车顶力学性能需求前提下,进行多目标结构轻量化设计是解决该问题的有效方案之一。首先,针对低地板电动客车承载式车身特点,对车顶参数化模型进... 低地板电动客车常采用电池组置于车顶的布置方式,这使得车辆重心升高而影响其安全性。在保证车顶力学性能需求前提下,进行多目标结构轻量化设计是解决该问题的有效方案之一。首先,针对低地板电动客车承载式车身特点,对车顶参数化模型进行刚、强度分析和模态分析;继而通过灵敏度分析筛选出7组对质量和刚度影响较大的设计变量;根据拉丁超立方试验设计得到的仿真结果数据,利用径向基(RBF)神经网络建立近似模型,以车顶质量最小、载荷作用下位移最小为目标,采用NSGA-III算法进行多目标优化,并对比分析前后模型的结构性能。优化结果表明:在不改变材料的前提下,车顶实现减重11.32kg,降低超过1.5%,而力学性能变化在1%左右。这里研究可为特殊种类电动车辆轻量化结构设计提供参考。 展开更多

关键词 多目标优化 RBF径向基神经网络 NSGA-III优化算法 结构轻量化设计 灵敏度分析 有限元分析

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大客车结构有限元分析及轻量化设计 被引量：25

2

作者 王旭 苏瑞意 范子杰 《汽车技术》 北大核心 2007年第7期28-30,48,共4页

建立了某型大客车结构有限元模型,验证了该模型的正确性。完成了整车振动模态、扭转刚度的分析。在此基础上,以壳单元厚度为设计变量,以1阶扭转频率和扭转刚度为联合约束函数,以整车质量最轻为目标函数进行结构优化设计。通过对整车刚... 建立了某型大客车结构有限元模型,验证了该模型的正确性。完成了整车振动模态、扭转刚度的分析。在此基础上,以壳单元厚度为设计变量,以1阶扭转频率和扭转刚度为联合约束函数,以整车质量最轻为目标函数进行结构优化设计。通过对整车刚度、模态和强度的分析与校核,表明该大客车轻量化方案满足性能要求,具有可行性。 展开更多

关键词 客车结构 有限元分析 轻量化 优化设计

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长条形反射镜的集成优化设计 被引量：6

3

作者 袁健 沙巍 +2 位作者 陈长征 张星祥 任建岳 《光电工程》 CAS CSCD 北大核心 2015年第6期85-89,94,共6页

离轴三反系统(TMA)在具有高分辨率、大视场的空间遥感器中被广泛使用,长条形反射镜作为TMA系统中的核心元件,其自身的性能直接影响遥感器的成像质量。本文在传统反射镜轻量化结构的基础上,为改善反射面局部面形质量,提出一种变筋厚设计... 离轴三反系统(TMA)在具有高分辨率、大视场的空间遥感器中被广泛使用,长条形反射镜作为TMA系统中的核心元件,其自身的性能直接影响遥感器的成像质量。本文在传统反射镜轻量化结构的基础上,为改善反射面局部面形质量,提出一种变筋厚设计方案;为了确定各结构参数的最佳取值,将反射面的面形精度和镜体质量同时作为目标函数,采用邻域培植多目标遗传算法(Neighborhood Cultivation Genetic Algorithm,NCGA)对其进行集成优化求解;结合制造工艺的约束,调整并确定该反射镜最终的设计方案。在z向1 g工况下,优化后的反射镜RMS值为1.278 nm、PV值为5.642 nm,分别较初始结构(RMS=1.947 nm,PV=8.349 nm)降低了34.4%和32.4%,且质量比初始结构略有减轻,从而兼顾了面形精度和镜体质量。这说明本文所提出的轻量化方案和结构参数确定方法适用于TMA系统中长条形反射镜轻量化结构的设计,对今后相关元件的研制具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 集成优化设计 长条形反射镜 轻量化结构 变筋厚设计 多目标优化

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预应力钢丝缠绕缸体结构轻量化关键技术 被引量：5

4

作者 李慧丽 郎利辉 +1 位作者 焦伟 苏怀忠 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期899-903,共5页

针对等静压设备的预应力钢丝缠绕缸体结构的缠绕方法、强度和稳定性理论,定义了一种基于等剪应力缠绕的预应力大型结构轻量化设计模型.结合工作内压为300MPa、缸体内径为500mm的缸体设计实例,利用多岛遗传算法成功地得到了最优化解.质... 针对等静压设备的预应力钢丝缠绕缸体结构的缠绕方法、强度和稳定性理论,定义了一种基于等剪应力缠绕的预应力大型结构轻量化设计模型.结合工作内压为300MPa、缸体内径为500mm的缸体设计实例,利用多岛遗传算法成功地得到了最优化解.质量由传统设计的9.03 t减轻到8.53 t,减少了5.5%.经专家系统软件和有限元软件验证,方案符合结构强度、刚度条件,预紧态结构不屈服,设计不失稳,并满足内径尺寸大于500 mm等设计要求,方案可行.分析表明,该优化模型合理,多岛遗传算法收敛效果好.该方法适用于大吨位、超高温超高压等静压设备的缸体缠绕结构优化问题. 展开更多

关键词 遗传算法 结构设计 等静压 轻量化结构 优化 专家系统 仿真

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大型数控双柱立车立柱动力学结构分析与优化 被引量：6

5

作者 吕冬梅 韩江 《制造技术与机床》 北大核心 2015年第5期42-45,共4页

立柱是数控双柱立车的重要支撑件,其结构设计是否合理及其静动态特性的高低直接影响机床的加工精度和寿命。文章通过有限元分析得出立柱的各阶固有频率和振型;并根据虚功原理得到其动力学方程;然后对动力学模型结构进行优化设计,主要以... 立柱是数控双柱立车的重要支撑件,其结构设计是否合理及其静动态特性的高低直接影响机床的加工精度和寿命。文章通过有限元分析得出立柱的各阶固有频率和振型;并根据虚功原理得到其动力学方程;然后对动力学模型结构进行优化设计,主要以壁厚、筋板厚度、筋板间距为优化变量;最终对改进后的立柱进行分析;并对立柱改进前后的动态特性进行对比分析,运用模态实验进行合理性验证,达到立柱轻量化设计的目的,为同类零部件的生产加工提供理论依据。 展开更多

关键词 立柱 虚功原理 有限元分析 模态分析 结构优化 轻量化设计

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桁架结构尺寸和形状、拓扑的渐进优化方法 被引量：8

6

作者 刘涛 邓子辰 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期739-743,共5页

提出了一种求解桁架结构尺寸 ,形状和拓扑组合优化的渐进优化方法。将优化问题分解为拓扑优化和尺寸、形状优化两个子问题分层求解。通过连续化的拓扑变量和近似方法构造了拓扑变量灵敏度系数计算式 ,由拓扑变量灵敏度系数识别和删除杆... 提出了一种求解桁架结构尺寸 ,形状和拓扑组合优化的渐进优化方法。将优化问题分解为拓扑优化和尺寸、形状优化两个子问题分层求解。通过连续化的拓扑变量和近似方法构造了拓扑变量灵敏度系数计算式 ,由拓扑变量灵敏度系数识别和删除杆件单元。结构尺寸、形状优化采用准则法和渐进移点法的组合方法。分层优化时 ,在桁架中加上所有可能的杆件 ,先进行尺寸、形状优化 ,再进行拓扑优化 ,随后二者交替进行迭代 ,迭代过程的结构重量最小值即为最优解。算例表明了文中方法的有效性 。 展开更多

关键词 拓扑优化 尺寸、形状优化 桁架结构

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基于加点多目标粒子群算法的碳纤维防撞梁优化设计 被引量：6

7

作者 陈静 崔晓凡 +2 位作者 郑晋军 徐森 胡金旭 《湖南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期21-28,共8页

为了达到车辆轻量化的效果,基于某轻型乘用车钢制防撞梁,根据车辆低速碰撞标准对采用碳纤维材料的防撞梁进行结构优化设计.通过全因子试验确定防撞梁的截面参数,考虑到各铺层区域之间厚度不同导致的材料不连续问题,提出了基于铺层相容... 为了达到车辆轻量化的效果,基于某轻型乘用车钢制防撞梁,根据车辆低速碰撞标准对采用碳纤维材料的防撞梁进行结构优化设计.通过全因子试验确定防撞梁的截面参数,考虑到各铺层区域之间厚度不同导致的材料不连续问题,提出了基于铺层相容性的铺层原则,并以此确定防撞梁的厚度空间和对应的铺层顺序.在对防撞梁的铺层厚度进行优化设计时,采用基于kriging模型的加点多目标粒子群优化算法,在传统粒子群算法的基础上引入多目标加点策略,能够有效解决由于近似模型精度不够导致的重复试验设计,提高了优化效率.优化设计后的仿真和台车试验表明,碳纤维防撞梁低速碰撞性能满足要求. 展开更多

关键词 结构设计 碳纤维 防撞梁 粒子群算法 车辆轻量化

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泡沫铝填充结构大型齿轮优化设计及其性能分析 被引量：1

8

作者 于英华 王烨 陈玉明 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2017年第9期955-959,共5页

为探讨大型齿轮传动装置轻量化及减振降噪新途径,以某矿用减速器大型齿轮为研究原型,初步设计了泡沫铝填充结构齿轮.以扭转刚度满足使用要求为约束条件,以降低齿轮的质量并提高其动态特性为优化目标,对泡沫铝填充结构齿轮进行优化.对三... 为探讨大型齿轮传动装置轻量化及减振降噪新途径,以某矿用减速器大型齿轮为研究原型,初步设计了泡沫铝填充结构齿轮.以扭转刚度满足使用要求为约束条件,以降低齿轮的质量并提高其动态特性为优化目标,对泡沫铝填充结构齿轮进行优化.对三种齿轮的前5阶模态进行仿真分析,对其降噪性进行实验研究.结果表明,与原型齿轮相比,优化后和初始设计的泡沫铝填充结构齿轮的前5阶振型固有频率均有所提高,最大提高量分别为16.1%和1.9%;而振幅均有所降低,最大降低量分别为10.0%和5.4%;相同转速情况下前两种齿轮的传动噪声均较后一种齿轮的传动噪声有所降低,最大降低量分别为11.1%和5.5%.前两种齿轮的质量分别较后一种齿轮减轻10.92%和15.93%.证明了泡沫铝填充结构齿轮在提高大型齿轮轻量化和减振降噪特性方面的有效性. 展开更多

关键词 泡沫铝 填充结构 大型齿轮 优化 轻量化 降振减噪

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基于iSIGHT的手机结构轻量化设计 被引量：1

9

作者 郭海霞 荆道艳 吴作伟 《重庆工学院学报（自然科学版）》 2008年第7期88-90,169,共4页

运用有限元理论和有限元分析软件ANSYS,对通用翻盖手机结构进行强度和模态分析;利用集成优化软件iSIGHT,在满足强度和模态的要求下,对手机结构进行轻量化设计.

关键词 手机结构 有限元分析 轻量化设计

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拖拉机液压机械无级变速器箱体的轻量化设计 被引量：10

10

作者 邓若玲 王昱 +3 位作者 吕恩利 齐龙 郑锐禹 张廷浩 《农机化研究》 北大核心 2019年第12期258-263,268,共7页

以一款拖拉机液压机械无级变速器箱体为研究对象,提出了基于折衷规划多目标拓扑优化方法的箱体轻量化设计方案,同时考虑固有频率和箱体刚度对箱体进行轻量化设计。基于优化结果对变速器箱体进行详细设计,通过在轴承座孔上施加加强筋,降... 以一款拖拉机液压机械无级变速器箱体为研究对象,提出了基于折衷规划多目标拓扑优化方法的箱体轻量化设计方案,同时考虑固有频率和箱体刚度对箱体进行轻量化设计。基于优化结果对变速器箱体进行详细设计,通过在轴承座孔上施加加强筋,降低该区域的最大集中应力值,以达到兼顾箱体轴承座结构刚度强度和减轻箱体质量的目的。研究结果表明:优化后的变速器箱体质量为243. 4kg,较初始箱体质量418. 2kg降低了41%;优化后箱体的最大位移为0. 158 mm,较初始设计箱体的最大位移0. 219 mm降低了23%。 展开更多

关键词 拖拉机 变速器箱体 轻量化设计 多目标优化 折衷规划法 结构拓扑优化

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基于典型工况的汽车后桥壳结构轻量化优化设计 被引量：15

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作者 丁晓明 吕俊成 王伟 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期1047-1052,共6页

基于典型工况下的后桥连接点载荷,运用惯性释放的方法对搭配多连杆悬架的后桥壳进行了轻量化设计。分析可知:单侧过深坑工况下的后桥壳应力最大;套管厚度和桥包厚度对最大应力有影响,而且随着两者厚度的变化,最大应力位置也会转移。优... 基于典型工况下的后桥连接点载荷,运用惯性释放的方法对搭配多连杆悬架的后桥壳进行了轻量化设计。分析可知:单侧过深坑工况下的后桥壳应力最大;套管厚度和桥包厚度对最大应力有影响,而且随着两者厚度的变化,最大应力位置也会转移。优化后的桥壳比原桥壳减重11.6%,经过疲劳试验和耐久性路试验证,未出现耐久性问题,满足设计要求。 展开更多

关键词 后桥壳 典型工况 结构分析 轻量化设计 优化

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