基于网格变形与代理模型的横梁参数化建模与轻量化优化

发布时间：2019-01-03 07:40

【摘要】：建立了包含导轨结合面的横梁有限元模型,并通过模态实验验证了有限元模型的正确性,在多种极限工况下对原横梁进行了静动态特性分析与评价;针对现有优化方法的不足,采用了一种新的优化设计方法:通过网格变形技术实现结构尺寸的参数化建模,基于拉丁超立方采样、相对灵敏度分析和Kriging近似模型建立横梁结构优化的代理模型以代替现有的有限元仿真模型;以体积最小为优化目标,以刚度、强度和动态性能不变为约束条件,采用遗传算法进行优化设计.优化结果表明:在保持横梁最大变形、静刚度以及一阶模态频率基本不变的情况下,横梁总质量减少了58 kg(减少了5.9%).
[Abstract]:The finite element model of the beam with guide rail interface is established, and the validity of the finite element model is verified by modal experiments. The static and dynamic characteristics of the original beam are analyzed and evaluated under a variety of limit conditions. In view of the shortcomings of the existing optimization methods, a new optimization design method is proposed: the parameterized modeling of the structure size is realized by the mesh deformation technique, and based on the Latin hypercube sampling, Relative sensitivity analysis and Kriging approximation model are used to establish the agent model of beam structure optimization to replace the existing finite element simulation model. With the minimum volume as the optimization objective, the stiffness, strength and dynamic performance are not changed into constraints, the genetic algorithm is used to optimize the design. The optimization results show that the total mass of the beam is reduced by 58 kg (5.9%) under the condition of keeping the maximum deformation of the beam, the static stiffness and the frequency of the first order mode basically unchanged.
【作者单位】： 东南大学机械工程学院;
【基金】：江苏省科技支撑计划资助项目(BE2014133) 江苏省前瞻性联合研究资助项目(BY2014127-01) 教育部重点实验室开放基金资助项目(UASP1301)
【分类号】：TG659

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号：2399073