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油底壳加强筋和滚筋结构优化设计

油底壳加强筋和滚筋结构优化设计

作者：方立桥北京交通大学

学位级别：硕士

随着资源紧缺问题的日益突出,结构轻量化越来越受到设计开发者的重视,其中性能和材料使用之间的权衡是结构优化永恒的话题。发动机油底壳的振动是发动机噪声的主要来源,通过控制油底壳结构表面的振动响应可以起到有效的降噪作用。而且... 详细信息

随着资源紧缺问题的日益突出,结构轻量化越来越受到设计开发者的重视,其中性能和材料使用之间的权衡是结构优化永恒的话题。发动机油底壳的振动是发动机噪声的主要来源,通过控制油底壳结构表面的振动响应可以起到有效的降噪作用。而且对油底壳的结构进行优化,合理分布结构特征对提高结构性能和降低质量有着十分重要的意义。本文以一款油底壳实物为研究对象,通过分析其动态特性和振动响应特性,对现有设计方案进行结构优化设计。在研究过程中探索了形状优化、尺寸优化在油底壳结构优化中的可行性,并提出了一套行之有效的优化策略。主要完成以下几方面的工作： 1)建立油底壳实体模型和有限元模型。利用三维建模型软件Solidworks完成油底壳几何模型的创建,并在有限元前处理软件Hypermesh的Nastran模块中完成有限元建模。 2)对初始油底壳方案进行模态和频率响应分析。通过初步摸底了解初始方案在动态特性和振动响应方面的基本信息,清楚油底壳薄弱结构和发掘优化的可能性。 3)对油底壳底面进行参数化条纹优化。利用TOSCA软件中的条纹优化算法和Isight参数化优化平台实现条纹优化中设计约束的自动调整,获得合理的条纹高度组合。 4)验证底面条纹优化结果。由于条纹优化结果存在复杂曲面不易于加工,对其进行二次设计后的方案相对初始的模态和振动响应特性都有很大程度的改善,1阶模态频率较初始方案提高了51.8%。并确定了后期侧壁结构优化所需考察的振动响应观察点位置。 5)在条纹优化方案的基础上,对侧壁进行加强筋和滚筋两个设计方案的试验设计。利用网格变形技术实现加强筋位置的改变和滚筋的形成,简化了传统的由改变几何参数到重划网格的复杂过程,有效的提高了优化效率。 6)根据试验设计分析结果筛选出用于侧壁结构优化的加强筋和滚筋的结构变量,选择合适的取值范围和优化算法。最终分别得到性能和材料合理分布的优化方案。比较两方案的优化结果得出对侧壁结构更适合采用加强筋方案进行优化。通过研究,本文为油底壳结构优化设计提供了思路和分析方法,具有参考意义。

关键词：油底壳动态特性振动响应结构优化条纹优化加强筋滚筋

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白车身轻量化的一种混合优化策略

北京交通大学学报 2014年第1期38卷 136-140页

作者：吴作伟方立桥申辰威北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044

以某轿车白车身为研究对象,综合考虑弯曲、扭转刚度和模态指标的性能要求,提出一种基于近似模型寻优和灵敏度分析统筹协调变量的混合优化策略.算法同时考虑构造近似模型与灵敏度,对模型进行全局最优化搜索及仿真验证,并根据灵敏度分析... 详细信息

以某轿车白车身为研究对象,综合考虑弯曲、扭转刚度和模态指标的性能要求,提出一种基于近似模型寻优和灵敏度分析统筹协调变量的混合优化策略.算法同时考虑构造近似模型与灵敏度,对模型进行全局最优化搜索及仿真验证,并根据灵敏度分析所得贡献率,适当调整变量取值,最终使白车身结构的轻量化达到7.51%.结果表明,混合优化策略能够明显提高白车身轻量化设计的效率.

关键词：白车身轻量化混合优化试验设计近似模型

基于SV2的汽车乘员约束系统仿真模型可信度验证系统开发研究

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基于SV2的汽车乘员约束系统仿真模型可信度验证系统开发研究

第十三届中国CAE工程分析技术年会

作者：赖宇阳方立桥北京树优信息技术有限公司

汽车乘员约束系统仿真的可信度验证是直接影响车辆安全性设计的重大问题,通过基于复杂性测度的方法实现仿真模型进行可信度验证,对仿真工程师建立可信的仿真模型具有积极的指导意义。但是在实际的工程应用中这种验证方式仍需要大量的重... 详细信息

汽车乘员约束系统仿真的可信度验证是直接影响车辆安全性设计的重大问题,通过基于复杂性测度的方法实现仿真模型进行可信度验证,对仿真工程师建立可信的仿真模型具有积极的指导意义。但是在实际的工程应用中这种验证方式仍需要大量的重复数据处理和结果分析,本文开发仿真模型可信度验证系统SV,对100%正碰、40%正碰和侧碰工况的分析流程固化。通过100%正碰工况的实证研究,结果表明基于可信度验证系统的模型可信度验证能够提高90%的工作效率,是一种切实有效的分析系统,并且自动生成的分析报告为仿真工程师提供模型改善的建议,该系统在复杂非线性动态系统仿真验证方面具有广泛的应用前景。

关键词：可信度验证系统乘员约束系统复杂性测度 SV2

来源： cnki会议评论

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基于PIAnO在白车身轻量化设计

基于PIAnO在白车身轻量化设计

基于PIAnO的自动变速器换挡规律优化设计

第十三届中国CAE工程分析技术年会

作者：占华方立桥赖宇阳一汽海马汽车有限公司北京树优信息技术有限公司

以某SUV车型的白车身为研究对象,以车身零件的板厚和材料为设计变量,白车身自身性能的特点对其分成不同的优化区域分别进行不同工况的优化,合理地安排设计变量和样本点数量。基于刚度、模态进行了敏度分析和近似优化,基于碰撞安全性进... 详细信息

以某SUV车型的白车身为研究对象,以车身零件的板厚和材料为设计变量,白车身自身性能的特点对其分成不同的优化区域分别进行不同工况的优化,合理地安排设计变量和样本点数量。基于刚度、模态进行了敏度分析和近似优化,基于碰撞安全性进行了敏度分析,并结合设计经验考虑强度、振动等性能进行方案调整和验证,最终确定可行的轻量化方案。整个白车身轻量化设计采用敏度分析+近似模型优化+基于敏度方案调整的优化策略,累计对白车身的49个零件厚度和材料进行优化,实现白车身减重11.93kg,下降3.07%。性能验证分析的结果显示白车身刚度、模态、安全性、强度、IPI和NTF各项性能均能满足设计要求,表明基于PIAnO优化平台的敏度分析+近似优化的白车身轻量化策略是行之有效的方法。

关键词：换挡规律动力性燃油经济性优化设计 PIAnO

来源： cnki会议评论

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基于PIAnO的自动变速器换挡规律优化设计

基于SV^2的汽车乘员约束系统仿真模型可信度验证系统

第十三届中国CAE工程分析技术年会

作者：占华方立桥赖宇阳一汽海马汽车有限公司北京树优信息技术有限公司

换挡规律曲线是汽车自动变速器的换挡规律,是汽车实现自动变速的核心之一,是提高车辆动力性、燃油经济性、操纵稳定性和舒适性的关键技术,在整车性能的设计中是一项重要的研究领域。本文通过PIAnO优化平台,集成整车性能仿真软件Cruise... 详细信息

换挡规律曲线是汽车自动变速器的换挡规律,是汽车实现自动变速的核心之一,是提高车辆动力性、燃油经济性、操纵稳定性和舒适性的关键技术,在整车性能的设计中是一项重要的研究领域。本文通过PIAnO优化平台,集成整车性能仿真软件Cruise对某车型的换挡规律进行了优化设计,利用自动优化技术获得低油耗、高动力性的换挡规律曲线。其中,百公里综合油耗下降8.57%,百公里加速时间降低7.18%,3挡加速时间降低8.52%。结果表明,通过优化平台实现换挡规律的自动优化是具有实际意义的,是一种切实有效的方法。

关键词：换挡规律动力性燃油经济性优化设计 PIAnO

来源： cnki会议评论

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计算机辅助工程 2018年第1期27卷 22-27页

作者：赖宇阳方立桥北京树优信息技术有限公司北京100062

针对汽车乘员约束系统仿真模型的可信度验证需要大量重复的数据处理和结果分析的问题,基于可信度验证系统(system of verification and validation,SV^2),将100%正碰、40%偏置碰和侧碰工况的分析流程固化,开发汽车乘员约束系统仿真模型... 详细信息

针对汽车乘员约束系统仿真模型的可信度验证需要大量重复的数据处理和结果分析的问题,基于可信度验证系统(system of verification and validation,SV^2),将100%正碰、40%偏置碰和侧碰工况的分析流程固化,开发汽车乘员约束系统仿真模型可信度验证系统。对100%正碰工况进行试验验证,结果表明:新开发的仿真模型可信度验证系统对模型可信度验证能够提高90%的工作效率,自动生成分析报告,为仿真工程师提供模型改善建议。

关键词：可信度验证乘员约束系统复杂性测度

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基于Tosca的油底壳振动性能条纹优化

计算机辅助工程 2013年第A2期22卷 236-239页

作者：方立桥赖宇阳北京交通大学机械与电子控制工程学院北京100044 北京树优信息技术有限公司北京100062

发动机油底壳的振动噪声是发动机辐射噪声的主要来源,对其进行振动性能的优化具有积极意义.在传统的拓扑优化和形状优化设计中缺乏对油底壳振动响应特性的研究.基于Tosca中的条纹优化技术,考虑表面振动速度响应对油底壳进行优化.结果表... 详细信息

发动机油底壳的振动噪声是发动机辐射噪声的主要来源,对其进行振动性能的优化具有积极意义.在传统的拓扑优化和形状优化设计中缺乏对油底壳振动响应特性的研究.基于Tosca中的条纹优化技术,考虑表面振动速度响应对油底壳进行优化.结果表明优化后的设计方案的振动性能得到极大改善;条纹优化技术可以充分挖掘结构设计潜力,是一种非常有效的优化方法.

关键词：油底壳条纹优化振动性能

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PIAnO在白车身轻量化设计上的应用

计算机辅助工程 2018年第3期27卷 29-34页

作者：占华方立桥赖宇阳一汽海马汽车有限公司整车性能集成开发部海口570216 树优信息技术有限公司技术部北京100006

以某SUV车型的白车身为研究对象,采用高效的实验设计和优化软件PIAn O,综合考虑其模态、刚度、40%偏置碰和侧碰等性能进行轻量化设计。确定并优化设计变量,对白车身刚度和模态性能进行近似建模。提出分段优化方案并进行仿真验证,得到的... 详细信息

以某SUV车型的白车身为研究对象,采用高效的实验设计和优化软件PIAn O,综合考虑其模态、刚度、40%偏置碰和侧碰等性能进行轻量化设计。确定并优化设计变量,对白车身刚度和模态性能进行近似建模。提出分段优化方案并进行仿真验证,得到的白车身质量减少11.93 kg,下降3.08%。将该轻量化白车身的100%正碰、强度、IPI和NTF性能进行验证,满足设计要求,证明基于PIAn O的白车身轻量化策略行之有效。

关键词：白车身 PIAnO 轻量化实验设计近似模型

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整车动力经济性速比匹配优化策略

计算机辅助工程 2017年第2期26卷 20-27页

作者：占华方立桥赖宇阳一汽海马汽车有限公司海口570216 树优信息技术有限公司技术部北京100062

基于PIAn O优化平台,通过试验设计、近似模型和优化设计方法获得传动速比优化方案.根据测试数据对动力燃油经济性仿真模型进行标定以提高其精度.在标定后的模型上进行传动速比的优化设计,获得具有较高动力经济性能的速比匹配方案.新仿... 详细信息

基于PIAn O优化平台,通过试验设计、近似模型和优化设计方法获得传动速比优化方案.根据测试数据对动力燃油经济性仿真模型进行标定以提高其精度.在标定后的模型上进行传动速比的优化设计,获得具有较高动力经济性能的速比匹配方案.新仿真模型的3,4和5挡加速时间和最大爬坡能力与测试数据一致,百公里加速时间的偏差从2.50%提高到0.14%,百公里综合油耗与测试数据相比由16.4%提高到0.6%;在满足所有动力性能设计的要求下,百公里综合油耗从8.450 L下降到8.172 L,下降3.29%;同时,优化时间由原来的1~2周减少到2 d,极大提高产品开发效率.

关键词：汽车油耗速比模型标定试验设计近似模型灵敏度