基于HyperWorks柴油機結構優(yōu)化的研究.pdf

1、隨著內燃機結構的日益輕量化、復雜化，影響其性能的設計參數(shù)越來越多，限制約束參數(shù)越來越苛刻和復雜，同時對結構的性能要求卻就越來越高。傳統(tǒng)的設計方法已經(jīng)很難適應現(xiàn)代內燃機結構發(fā)展的具體要求，采用現(xiàn)代的優(yōu)化設計方法就顯得具有非常重要的意義。 本文綜述和分析了優(yōu)化設計的發(fā)展，討論了現(xiàn)代優(yōu)化設計的主要方法，即拓撲優(yōu)化、形貌優(yōu)化、尺寸優(yōu)化和形狀優(yōu)化的基本理論及其應用?；谟邢拊治鲕浖虷yperWorks專業(yè)軟件，進行了內燃機零部件優(yōu)化設

2、計方法的應用研究。 本文選取了以油底殼為代表的殼單元和以機體為代表的實體單元作為研究對象，采用不同的有限元模型建立的方法和優(yōu)化方法分別加以研究。針對4100QB柴油機油底殼，首先采用殼單元經(jīng)過幾何清理、網(wǎng)格劃分和單元檢修建立了油底殼的二維有限元模型。在此基礎上進行自由模態(tài)的分析，為進一步的結構優(yōu)化提供了依據(jù)。然后針對油底殼的具體特點而采用形貌優(yōu)化的方法，通過對油底殼壓痕筋的重新布置，最終實現(xiàn)了通過提高自身的固有頻率以降低其輻射噪

3、聲的目的。針對4100QB柴油機機體，首先建立了經(jīng)過適當簡化的有限元模型，然后采用試驗模態(tài)和計算模態(tài)相結合的方法驗證了機體有限元模型的正確性。在對機體施加合理的邊界條件的基礎上，進行了約束模態(tài)計算和靜強度計算，并以此作為機體結構優(yōu)化的依據(jù)和衡量標準。最后，通過拓撲分析和形狀優(yōu)化相結合的優(yōu)化方法實現(xiàn)了在保證機體模態(tài)和強度要求的基礎上的機體輕量化設計。 各種優(yōu)化方法及其組合應用對于內燃機結構設計優(yōu)化具有重要的意義。實踐證明：現(xiàn)代有限