縱置變速器殼體拓撲優(yōu)化設計研究.pdf

1、汽車變速器殼體作為汽車動力總成的重要部分，承受著復雜的載荷，對于保證傳動系統(tǒng)正常工作十分重要。因此，如何有效地設計一個滿足殼體設計要求的變速器殼體具有十分重要的意義。本文以變速器殼體為研究對象，重點進行了殼體類零件拓撲優(yōu)化設計方法的研究及評價，為殼體的設計提供依據(jù)和指導。
　　根據(jù)拓撲優(yōu)化理論，研究了連續(xù)體結構拓撲優(yōu)化插值模型方法和求解算法，詳細研究了均勻化法和變密度法，建立了基于SIMP變密度法的拓撲優(yōu)化數(shù)學模型，并給出了拓撲優(yōu)

2、化設計方案，為下一步拓撲優(yōu)化設計做好準備。
　　以單對齒輪傳動殼體為例，首先進行了齒輪傳動殼體的有限元分析，根據(jù)分析結果確定了結構拓撲優(yōu)化的目標函數(shù)和約束條件。使用OptiStruct軟件對殼體進行了拓撲優(yōu)化，并根據(jù)優(yōu)化結果建立了優(yōu)化模型。對優(yōu)化前后模型的有限元分析結果進行了對比驗證，結果表明，在強度剛度相差不大的情況下有效地降低了殼體的質量，達到了輕量化目標。最后根據(jù)模態(tài)分析方法對優(yōu)化模型進行了模態(tài)分析，為殼體的進一步設計提供了

3、依據(jù)。
　　針對變速器殼體設計過程中要滿足的性能要求，建立了變速器殼體設計的評價指標，給出了變速器殼體在設計過程應該滿足的強度、剛度和振動特性的具體要求。以縱置變速器殼體為例，建立了該變速器殼體的初始模型，并和企業(yè)的現(xiàn)有最終模型進行了對標。通過對標分析驗證了最終模型滿足殼體設計的強度、剛度、振動特性要求，符合殼體的評價標準。該變速器殼體在設計過程中運用了拓撲優(yōu)化方法進行指導，結果表明殼體的設計符合設計要求，證明拓撲優(yōu)化方法是可行的