結構優化設計屬于CAE技術，將力學理論、數學優化算法、計算機技術進行有機結合，為工程師設計人員提供了一種實現結構強度分析和優化設計的手段，以便從眾多的可行性設計方案中找出盡可能完善或者最好的設計方案。
      由橋殼自身的結構特點及其等效應力應變云圖，設計變量選取橋殼的厚度rear axle thickness和橋殼中間圓的直徑centre-circle R。分析表中的結果，優化設計的目標選取為緊急制動工況時的最大等效應力、最大應變及其自身的質量。
      在Workbench優化設計模塊中，點擊選擇P1和P2，然后在properties of outline中設置上下限邊界，橋殼厚度約束范圍為12-16，中間圓直徑約束范圍為200-218，系統會自動生成17個設計點，并計算每個設計點對應的等效應力、應變和質量的數值。在優化結果中，首先是幾何結構參數與目標函數的響應圖。
      由上述響應圖可知，每個點對應一個橋殼厚度值、中間圓直徑值和一個相關的響應參數值(緊急制動工況下最大等效應力值、應變值或者橋殼質量)，從響應圖的靈敏度來看，橋殼厚度對等效應力、應變、質量的影響大于中間圓直徑對其影響，局部靈敏度直方圖也很容易看出。通過設置目標函數的相關要求可以得到一組最優方案。進入Workbench中的Optimization，進行目標函數的設置，在橋殼優化設計中，盡量要求質量輕，即質量要小于優化前的數值，同時要求其等效應力和應變不要超過其許用應力、許用應變。設置完成后，更新優化設計結果，將最終得到基于目標函數設置的3組候選設計列表。
      由優化設計結果可知，基于車橋的裝配關系，盡量少地改變中間圓的直徑，因此最終選取Candidate B方案，即將橋殼厚度改為13.45mm，中間圓直徑改為206.09mm，把B方案設置為當前結構模型，從而得到優化后的等效應力、應變和質量數值。優化設計前后設計變量、目標函數等參數的數值對比如表所示。對比上述參數可知，優化后橋殼質量為0.12008t、最大等效應力為247.67MPa、應變為3.0916mm。橋殼質量減少了2.89kg，緊急制動工況下最大等效應力相對而言也有微弱減小，應變幾乎沒有變化。可見，本次優化設計具有實際意義，實現橋殼輕量化設計，提高橋殼開發周期。

                                                                                  專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
                                                                                                                                                  杭州納泰科技咨詢有限公司
                                                                          本文出自杭州納泰科技咨詢有限公司m.yw15777.cn，轉載請注明出處和相關鏈接！