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《基于拓撲優(yōu)化方法的發(fā)動機罩板結(jié)構(gòu)輕量化研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、同濟大學(xué)機械工程學(xué)院碩士學(xué)位論文基于拓撲優(yōu)化方法的發(fā)動機罩板結(jié)構(gòu)輕量化研究姓名：華成申請學(xué)位級別：碩士專業(yè)：機械制造及其自動化指導(dǎo)教師：劉海江20080301摘要在石油資源口趨緊張的今天，節(jié)能增效已成為禮會的{i題。兇此，刈‘十汽車行業(yè)而言，輕量化技術(shù)的發(fā)展已是大勢所趨。汽車輕量化技術(shù)的心用將極人的減少石油資源的消耗，同時改善汽車的動力和力學(xué)性能。但是同前國內(nèi)的汽車輕量化技術(shù)尚處于起步階段，輕量化的應(yīng)用具有較大的盲目性。岡此，進行新的輕量化技術(shù)的研究對于我國汽車工業(yè)的發(fā)展是十分有必要也是相當(dāng)迫切的。本文以某型汽車的發(fā)動機罩板作為研究對象，以拓撲優(yōu)化方法作為指導(dǎo)，借
2、助先進的結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析軟件實現(xiàn)1r罩板結(jié)構(gòu)的優(yōu)化和輕量化設(shè)計。論文主要從結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化理論和實際罩板的結(jié)構(gòu)優(yōu)化沒計兩個方面入手。在優(yōu)化理論方面，主要建立了結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型，分析J，均勻化方法和變密度法兩種F1前最常用的結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化方法及其優(yōu)化基本流程，同時也簡單介紹J，罩板結(jié)構(gòu)優(yōu)化中使用到的有限單元法板殼理論。在罩板的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方面，主要是以結(jié)構(gòu)優(yōu)化理論和流程作為基礎(chǔ)，借助Hypermesh和Optistruct兩利，軟件來實現(xiàn)的。首先是有限單／亡法下罩板的結(jié)構(gòu)離散化，使用人量的殼單元體來替代原始的罩板結(jié)構(gòu)，這是有限元計算和拓撲優(yōu)化設(shè)計的前提。其次，文章分析丫
3、罩板工作狀態(tài)F的三種r丁況，并計算了原始罩板結(jié)構(gòu)在三種工況下的應(yīng)力、應(yīng)變及剛度值，給出了結(jié)構(gòu)力學(xué)性能計算的方法和流程。最后是拓撲優(yōu)化方案的提出和優(yōu)化結(jié)果的校驗，文章共提出。J，三種罩板結(jié)構(gòu)優(yōu)化的方案，并分別按照三種方案對原始罩板結(jié)構(gòu)進行了優(yōu)化計算和重構(gòu)，對重構(gòu)后的模型進行力學(xué)性能分析，比較各種方案的特點，總結(jié)并得出了較好的罩板結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案，減輕了罩板的重量，改善了罩板的實際力學(xué)性能。本文研究的意義在于結(jié)合了目前流行的拓撲結(jié)構(gòu)優(yōu)化理論，給出了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計的基本流程和方法，并得到了發(fā)動機罩板實體的優(yōu)化方案。對于其他的汽車部件結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計具有較大的指導(dǎo)和借鑒意義。關(guān)鍵
4、詞：輕量化設(shè)計，結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化，有限單元法，發(fā)動機罩板AbstractAbstractTodaytheoilresourceisbecomingfewerandfewer,andwearepromotingenergyconservationallovertheworld．So，forthecarindustry,theresearchofCarIightweighttechnologyhasbecomethe仃endofthetimes．TheapplicationofCarlightweighttechnologywillreducetheconsumption
5、ofoilresourcesevidentlyanditCanalsoimprovethedriveandmechanicsperformanceofthecal'．ButtheresearchoftheCarlightweighttechnologyhasjustbeguninourcountryandtheapplicationhasgreatblindness．SoitisveryimportantforUStodosomeresearchaboutthecal"lightweighttechnologyandthiswilldoalotofgoodfort
6、hedevelopmentofourcarindustry．Wemadethecarenginehoodastheobjectoftheresearch，andusethetopologyoptimizationmethodastheguidetOrealizethestructureoptimizationandthelightweightdesignoftheenginehood．ThepaperWasdividedintotwobigparts．theresearchofthestructuretopologyoptimizationtheoryandthe
7、structureoptimizationdesignoftheenginehood．Inthefirstpart,weestablishedthemathematicalmodel，comparedthehomogenizationmethodandvariabledensitymethodanddevelopedthenormalprocessoftopologyoptimization．ARerthat，wealsointroducedtheshelltheoryinfiniteelementmethod．Inthesecondpart,werealized
8、thest
