考虑载荷不确定性的转向节结构优化研究

发布时间：2022-01-20 12:38

　　针对铝合金转向节几何形状复杂、承受随机载荷、工况恶劣、安全性要求苛刻而导致的轻量化设计难度大等问题,对转向节的结构优化与设计方法进行了研究。建立了双叉臂悬架的多体动力学模型,对转向节典型工况下的载荷进行了提取;开展了转向节的有限元模拟分析,采用拓扑优化的方法对转向节进行了减重设计;基于拓扑优化结果,利用区间不确定性稳健优化方法对转向节进行了二次优化,在考虑转向节随机载荷的基础上提高了优化结果的稳健性;设计了双层嵌套优化模型并进行了迭代计算;采用无重复饱和析因设计方法以提高二次优化过程的效率,减少了试验次数。研究结果表明:在降低最大应力值的基础上实现了铝合金转向节的轻量化,重量减轻比达7%,且在耐久性试验条件下转向节性能符合技术要求。 

【文章来源】：机电工程. 2020,37(12)北大核心

【文章页数】：6 页

【部分图文】：

3种工况下应力分布

取0.4 g转向、越过不平路面、0.6 g紧急制动3种工况下的权重大小为0.4,0.3,0.3,在ANSYS中进行拓扑优化计算,经过迭代得到的优化结果如图2所示。由图2可知,主要优化区域位于转向节下半部分。

转向节改进后结构

【参考文献】：
期刊论文
[1]基于齿轮参数优化的减速器传动效率提高方法研究[J]. 孙震震,李玉光,王淑芬,杨铎,李富强.  机电工程. 2020(01)
[2]考虑公差的扭转动力吸振器不确定性优化设计[J]. 郝耀东,何智成,李光耀,张卓敏.  中国机械工程. 2018(14)
[3]基于拓扑优化的高强钢冲压凸模设计方法[J]. 谢晖,金意航,王杭燕,张文彦,王东福,吴璐.  锻压技术. 2018(06)
[4]基于点估计的矩独立重要性测度分析方法[J]. 王文选,高行山,周长聪.  机械工程学报. 2017(08)
[5]60MN力标准机承压板结构多目标拓扑优化研究[J]. 崔争争,杨晓翔.  机电工程. 2016(09)

硕士论文
[1]Spearman相关系数的变量筛选方法[D]. 谢文华.北京工业大学 2015
[2]基于区间不确定性的乘用车缓冲吸能结构优化设计[D]. 屠燕婷.湖南大学 2014
[3]基于析因设计的汽车车身的多变量抗撞性优化[D]. 董朵.湖南大学 2012
[4]正交饱和设计中检验功效的比较研究[D]. 乔志勇.山西大学 2009



本文编号：3598840