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《长沙理工大学》 2007年
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汽车部件拓扑优化方法及其应用研究

庄才敖  
【摘要】: 结构拓扑优化设计方法是近几年发展起来的一种创新性的设计方法,并取得了瞩目的进展。本文针对汽车及其结构件在设计中存在的问题,研究和分析了国内外在结构渐进优化法方面的发展状况。 为了降低振动对结构的不利影响,本文对三维结构的频率拓扑优化方法进行了研究,导出了单频拓扑优化灵敏度公式和结构多频率调整优化灵敏度公式,建立了一套优化准则,形成了一种新的拓扑优化方法。 为了解决工程实际问题,本文探索了三维结构静力和频率联合拓扑优化方法,初步形成了静力和频率拓扑优化设计方法的优化思路和算法。在该法的基础上进行了汽车车架和支架的仿真设计研究。 本文对上述方法进行了编程及大量仿真计算。结果表明了本文方法是正确和有效的,可为汽车结构及零部件轻量化设计提供重要的设计方法和手段,具有较好的工程应用价值。
【学位授予单位】:长沙理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:U462

【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 高立新;轿车集成开发中若干关键技术研究[D];合肥工业大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
1 王明明;铝合金汽车轮毂结构设计及优化[D];吉林大学;2011年
2 王敏捷;渐进结构优化法的实现及其在泵车轻量化中的应用[D];湘潭大学;2011年
3 杨龙;大功率行星减速器行星架特性分析及结构优化[D];中国舰船研究院;2011年
4 侯秋凉;偏航齿轮箱行星架的性能分析及结构优化设计[D];大连理工大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨德庆,柳拥军,金咸定;薄板减振降噪的拓扑优化设计方法[J];船舶力学;2003年05期
2 傅建林,荣见华,杨振兴;一种基于Ishai应力准则的双方向结构拓扑优化方法[J];长沙交通学院学报;2005年01期
3 荣见华,姜节胜,颜东煌,赵爱琼;基于人工材料的结构拓扑渐进优化设计[J];工程力学;2004年05期
4 隋允康,叶红玲,杜家政;结构拓扑优化的发展及其模型转化为独立层次的迫切性[J];工程力学;2005年S1期
5 隋允康,于新,叶宝瑞;基于“有无复合体”的应力约束下桁架和平面膜结构拓扑优化的统一模型[J];固体力学学报;2001年01期
6 王健,程耿东;应力约束下薄板结构的拓扑优化[J];固体力学学报;1997年04期
7 段宝岩,陈建军;基于极大熵思想的杆系结构拓扑优化设计研究[J];固体力学学报;1997年04期
8 蔡文学,程耿东;桁架结构拓扑优化设计的模拟退火算法[J];华南理工大学学报(自然科学版);1998年09期
9 荣见华,姜节胜,徐飞鸿,徐斌;一种基于应力的双方向结构拓扑优化算法[J];计算力学学报;2004年03期
10 彭细荣;隋允康;;用ICM法拓扑优化静位移及频率约束下连续体结构[J];计算力学学报;2006年04期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 傅建林;连续体结构拓扑优化方法及其应用研究[D];长沙理工大学;2005年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 梅玉林;王晓明;;A LEVEL SET METHOD FOR STRUCTURAL TOPOLOGY OPTIMIZATION WITH MULTI-CONSTRAINTS AND MULTI-MATERIALS[J];Acta Mechanica Sinica;2004年05期
2 ;The ICM method with objective function transformed by variable discrete condition for continuum structure[J];Acta Mechanica Sinica;2006年01期
3 ;Independent continuous mapping for topological optimization of frame structures[J];Acta Mechanica Sinica;2006年06期
4 Joseph Cadman;Richard Appleyard;;Characterization of cuttlebone for a biomimetic design of cellular structures[J];Acta Mechanica Sinica;2010年01期
5 ;A structural topological optimization method for multi-displacement constraints and any initial topology configuration[J];Acta Mechanica Sinica;2010年05期
6 范文锋;何景武;;基于水平集方法的连续体结构拓扑优化方法研究[J];安阳工学院学报;2007年01期
7 郭中泽;陈裕泽;侯强;车毕琴;;阻尼材料布局优化研究[J];兵工学报;2007年05期
8 芮强;王红岩;王良曦;;多工况载荷下动力舱支架结构拓扑优化设计[J];兵工学报;2010年06期
9 叶红玲;隋允康;;应力约束下连续体结构拓扑优化的ICM方法[J];北京工业大学学报;2005年S1期
10 张学胜;隋允康;龙连春;叶红玲;;独立、连续、映射法刚度过滤函数[J];北京工业大学学报;2006年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王西旺;隋允康;杜家政;李晓阳;;基于有无复合体的应力约束下的拓扑优化[A];北京力学会第18届学术年会论文集[C];2012年
2 张铁亮;丁运亮;金海波;张珍铭;;卫星桁架结构优化设计[A];第十届全国振动理论及应用学术会议论文集(2011)下册[C];2011年
3 周克民;李俊峰;;Michell桁架在离散过程中的一些性质[A];第十二届全国结构工程学术会议论文集第Ⅲ册[C];2003年
4 叶红玲;隋允康;彭细荣;;基于ICM方法的连续体结构拓扑优化[A];北京力学会第11届学术年会论文摘要集[C];2005年
5 周克民;李霞;;采用Hermite矩形单元建立类桁架连续体[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
6 龙凯;肖涛;左正兴;;动柔顺度最小目标下的连续体拓扑优化方法[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
7 龙凯;李涛;左正兴;孙宇娟;;基于独立节点变量的连续体动态拓扑优化方法[A];第九届全国振动理论及应用学术会议论文集[C];2007年
8 孔亮;申焱华;;转向摆臂拓扑优化设计[A];第五届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2009年
9 陈馨;邓晓龙;谷叶水;;发动机油底壳结构减重优化[A];结构及多学科优化工程应用与理论研讨会’2009(CSMO-2009)论文集[C];2009年
10 郎宝永;耿广锐;;某蓄电池框优化设计[A];结构及多学科优化工程应用与理论研讨会’2009(CSMO-2009)论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张春玉;预应力空间网格结构优化理论及可靠性分析[D];哈尔滨工程大学;2010年
2 高立新;轿车集成开发中若干关键技术研究[D];合肥工业大学;2010年
3 段志东;基于广义模块化设计的快锻液压机机架力学特性研究[D];兰州大学;2010年
4 李建宝;声子晶体带隙调控的数值与实验研究[D];北京交通大学;2011年
5 佟月英;仿生触觉与常规方法检验肉品新鲜度的研究[D];吉林大学;2011年
6 李亦文;车身结构抗撞性问题的简化建模及优化方法研究[D];吉林大学;2011年
7 乔赫廷;连续体结构拓扑优化模型讨论及其应用[D];大连理工大学;2011年
8 林鹏;质子交换膜燃料电池电堆的热力耦合封装力学研究[D];大连理工大学;2011年
9 孟兆新;木材干燥的多场耦合建模仿真与优化研究[D];东北林业大学;2011年
10 李冬梅;多场耦合及多相材料的柔顺机构拓扑优化研究[D];华南理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李伟;基于ANSYS平台的拓扑优化方法研究及其在离心机吊篮结构设计中的应用[D];中国工程物理研究院;2010年
2 闫利利;起重机箱形梁的拓扑优化研究[D];郑州大学;2010年
3 宫玉林;加工中心十字滑台结构优化设计及静刚度试验[D];大连理工大学;2010年
4 赵二鑫;车削中心静动热特性分析及床鞍结构优化设计[D];大连理工大学;2010年
5 王虎虎;基于自适应进化策略的舰船加筋结构动力优化[D];大连理工大学;2010年
6 刘玚;面向机身颤振模型的结构拓扑优化方法研究[D];大连理工大学;2010年
7 马超;机床结构设计方法研究及在立柱设计中的应用[D];大连理工大学;2010年
8 李伟湘;基于二次规划法的连续体结构拓扑优化方法及其应用研究[D];长沙理工大学;2010年
9 戴宏胜;EBZ40掘进机工作机构的设计与有限元分析及优化[D];湘潭大学;2010年
10 陈敏;基于EFG法的连续体结构模态拓扑优化研究[D];湘潭大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 胡时胜;霍普金森压杆技术[J];兵器材料科学与工程;1991年11期
2 杜子学;彭丽芳;;汽车侧面碰撞的计算机仿真分析[J];北京汽车;2009年01期
3 冯樱;邓召文;马迅;高伟;;汽车40%偏置碰撞抗撞性改进设计[J];重庆交通大学学报(自然科学版);2009年06期
4 荣见华,谢忆民,姜节胜,徐斌,付俊庆;渐进结构优化设计的现状与进展[J];长沙交通学院学报;2001年03期
5 肖铁英;袁盛治;陆卫杰;;行星齿轮机构均载系数的计算方法[J];东北重型机械学院学报;1992年04期
6 邵晓荣;齿轮制造及安装误差对行星齿轮均载系数的影响[J];东北重型机械学院学报;1994年04期
7 程耿东;关于桁架结构拓扑优化中的奇异最优解[J];大连理工大学学报;2000年04期
8 程耿东,张东旭;受应力约束的平面弹性体的拓扑优化[J];大连理工大学学报;1995年01期
9 陈成;毛莹;邹旻;祝海林;祝兵寿;杨新山;;减速器行星架的有限元分析[J];工程机械;2011年03期
10 荣见华,姜节胜,颜东煌,赵爱琼;基于人工材料的结构拓扑渐进优化设计[J];工程力学;2004年05期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 左孔天;连续体结构拓扑优化理论与应用研究[D];华中科技大学;2004年
2 叶红玲;连续体结构静力拓扑优化方法与软件开发[D];北京工业大学;2005年
3 杨通强;斜齿行星传动动力学研究[D];天津大学;2004年
4 王世宇;基于相位调谐的直齿行星齿轮传动动力学理论与实验研究[D];天津大学;2005年
5 王大志;基于乘员保护的汽车正面碰撞结构设计与变形控制研究[D];清华大学;2006年
6 葛树文;轿车侧面碰撞安全性能计算机仿真及试验研究[D];吉林大学;2007年
7 杨姝;复杂机械结构拓扑优化若干问题研究[D];大连理工大学;2007年
8 张响;铝合金车轮数字化仿真及工艺优化[D];浙江大学;2008年
9 崔新涛;多材料结构汽车车身轻量化设计方法研究[D];天津大学;2007年
10 闫胜昝;铝合金车轮结构设计有限元分析与实验研究[D];浙江大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 杨龙;大功率行星减速器行星架特性分析及结构优化[D];中国舰船研究院;2011年
2 王立辉;铝合金车轮的强度分析及优化设计[D];河北工业大学;2002年
3 姚成;专用汽车结构拓扑优化设计及强度分析[D];合肥工业大学;2002年
4 郄彦辉;铝合金车轮的结构分析及优化[D];河北工业大学;2003年
5 刘建军;循环对称结构的有限元分析[D];西北工业大学;2004年
6 崔新涛;基于虚拟样机技术的变速器动力学仿真研究[D];天津大学;2004年
7 蔡勇;长安汽车公司微型汽车新产品开发流程研究[D];重庆大学;2004年
8 张景波;DPES公司新产品项目开发的流程管理[D];西北工业大学;2005年
9 李斌;行星齿轮传动系统均载分析方法的研究[D];南京航空航天大学;2005年
10 孔文秦;连续体结构的双向进化优化方法研究[D];南京航空航天大学;2005年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 周绍利;赵雪利;赵克利;任峰;石振;;推土机行走减速器行星架结构的优化[J];中国工程机械学报;2012年03期
2 宋渊;徐燚;;基于ANSYS的汽车铝合金轮毂弯曲疲劳分析及优化[J];农业装备与车辆工程;2013年08期
3 刘清华;金小敏;万立;熊体凡;;基于交付物的汽车产品研发项目管理研究[J];现代制造工程;2013年07期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 侯秋凉;偏航齿轮箱行星架的性能分析及结构优化设计[D];大连理工大学;2013年
2 刘丹丹;基于成形制件的热模锻液压机机身刚度对液压机工作精度影响的研究[D];天津理工大学;2013年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙艳丰,郝江凌;大型复杂结构优化问题的遗传算法[J];北方交通大学学报;1997年06期
2 李福松,陈建军;射流发电机机械振动系统的动力优化设计[J];兵工学报;2000年01期
3 邹文胜,左正兴,廖日东,文占科;考虑压杆稳定性的桁架拓扑优化设计[J];北京理工大学学报;1999年01期
4 杨德庆,柳拥军,金咸定;薄板减振降噪的拓扑优化设计方法[J];船舶力学;2003年05期
5 荣见华,谢忆民,姜节胜,徐斌,付俊庆;渐进结构优化设计的现状与进展[J];长沙交通学院学报;2001年03期
6 高峰,王德俊,胡俏,赵东升;多工况多约束离散变量桁架拓扑优化的 GA 算法[J];东北大学学报;1999年01期
7 林树枝,程耿东;动力响应灵敏度分析的振型空间法[J];地震工程与工程振动;1990年03期
8 赵衍刚,孙景江;结构动力灵敏度分析中的几个问题[J];地震工程与工程振动;1991年04期
9 林家浩;有频率禁区的结构优化设计[J];大连工学院学报;1981年01期
10 钟万勰,程耿东;多重特征值的二阶敏度分析及相应的优化算法[J];大连工学院学报;1985年01期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 荣见华;姜节胜;胡德文;颜东煌;;具有动应力、动位移约束的连续体结构的拓扑优化设计方法[A];第八届全国振动理论及应用学术会议论文集摘要[C];2003年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 傅建林,荣见华,杨振兴;带有预应力的连续体组合结构拓扑优化[J];应用力学学报;2005年02期
2 李学修;黄虎;刘长虹;;拓扑优化方法在轻卡车身结构改进中的应用[J];上海工程技术大学学报;2007年01期
3 康金春;;沥青混合料空隙率拓扑优化研究[J];辽宁师专学报(自然科学版);2010年02期
4 谭中富,孙焕纯;空间桁架结构拓扑优化设计的线性规划方法[J];工程力学;1992年04期
5 宫赫,朱兴华,朱东;拓扑优化在骨结构模拟中的应用[J];吉林工业大学自然科学学报;2000年02期
6 徐斌,吴克恭,姜节胜;桁架结构动力学拓扑优化设计解的存在性探讨[J];机械科学与技术;2002年04期
7 夏利娟,吴嘉蒙,金咸定;工程结构的拓扑优化设计研究(英文)[J];船舶力学;2002年06期
8 左孔天,陈立平,钟毅芳,王书亭,张云清;基于人工材料密度的新型拓扑优化理论和算法研究[J];机械工程学报;2004年12期
9 柯曾言;;某型飞机的某零部件优化设计分析[J];洪都科技;2005年04期
10 陈茹雯;李守成;吴小平;;基于有限元法的拓扑优化技术在某军车车身骨架设计中的应用研究[J];汽车工程;2006年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 郭能;周友国;雷刚;王伦;;重型汽车变速箱箱体拓扑优化[A];2010重庆汽车工程学会年会论文专辑[C];2010年
2 牛东振;赵雅欣;晏明生;朱胜利;;飞机地板支持结构优化设计研究[A];探索 创新 交流(第4集)——第四届中国航空学会青年科技论坛文集[C];2010年
3 李杰;刘威;卫书麟;;生命线工程网络抗震拓扑优化研究[A];第三届全国城市与工程安全减灾学术研讨会论文集[C];2010年
4 刘易军;宫赫;董欣;朱东;孟广伟;;基于骨重建理论及拓扑优化思想的胫骨上端模拟[A];第八届全国生物力学学术会议论文集[C];2006年
5 冷国俊;;大型反射面天线机电场耦合模型及其在65m口径天线设计中的应用[A];2011年机械电子学学术会议论文集[C];2011年
6 袁大义;;优化设计在壳体结构设计中的应用[A];结构及多学科优化工程应用与理论研讨会’2009(CSMO-2009)论文集[C];2009年
7 罗超;王琮;任翠青;秦立成;;大型起重船臂架结构拓扑优化设计研究[A];2009年度海洋工程学术会议论文集(下册)[C];2009年
8 何建军;姜节胜;;连续体结构动力学拓扑优化的一种混合方法[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
9 叶红玲;隋允康;;ICM结构拓扑优化方法中过滤函数的探讨[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年
10 沙巍;陈长征;;基于OptiStruct的次镜组件柔性铰链[A];结构及多学科优化工程应用与理论研讨会’2009(CSMO-2009)论文集[C];2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 王晓明;特定功能结构的拓扑优化[D];大连理工大学;2010年
2 胡三宝;多学科拓扑优化方法研究[D];华中科技大学;2011年
3 李顺利;无网格自然邻接点Petrov-Galerkin法及其在结构分析和拓扑优化中的应用[D];湖南大学;2011年
4 江春冬;基于有限元方法的电磁结构拓扑优化[D];河北工业大学;2012年
5 徐胜利;基于拓扑优化的结构刚度和渗流多功能材料设计[D];大连理工大学;2010年
6 郑伟光;基于阻尼耗能的薄板结构低噪声拓扑优化方法研究[D];华中科技大学;2013年
7 陈志敏;基于文化基因算法的拓扑优化方法研究[D];华中科技大学;2010年
8 陈志敏;基于文化基因算法的拓扑优化方法及其关键技术研究[D];华中科技大学;2010年
9 薛晓光;基于能量流分析的结构动力学拓扑优化理论与方法研究[D];国防科学技术大学;2013年
10 李冬梅;多场耦合及多相材料的柔顺机构拓扑优化研究[D];华南理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 卞钢;船体结构强度有限元分析与优化[D];大连理工大学;2005年
2 王明明;铝合金汽车轮毂结构设计及优化[D];吉林大学;2011年
3 朱润;静力载荷下板壳结构的拓扑优化[D];北京工业大学;2011年
4 桑韧;平面连续结构拓扑优化的GA-FE方法研究[D];南京航空航天大学;2003年
5 陈茹雯;某军车车身有限元分析及拓扑优化[D];南京理工大学;2004年
6 汪海滨;Level set算法及其应用[D];西北工业大学;2006年
7 李永奇;扭转问题的求解及扭杆横截面拓扑优化[D];西北工业大学;2005年
8 兰倩;厚筏与地基非线性相互作用数值分析及拓扑优化[D];兰州理工大学;2004年
9 曾庆强;结构拓扑优化中若干问题的研究[D];大连理工大学;2006年
10 赵康;基于Level Set方法的结构优化技术[D];大连理工大学;2005年
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