本文關鍵詞：基于有限元方法的汽車座椅靜強度和結構優(yōu)化，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《電子科技大學》 2011年

基于有限元的汽車座椅導軌拓撲優(yōu)化設計

高龍士  

【摘要】：為了使設計出的機械產品具有重量輕、體積小、成本低、可靠性好等優(yōu)點,工程技術領域通常需要對機械零部件和機械結構進行優(yōu)化設計。隨著數(shù)值方法和計算機技術的快速發(fā)展,許多工程問題都可以借助計算機采用離散化的數(shù)值計算方法來解決。數(shù)值計算方法的一個重要的途徑就是有限元法,它為結構優(yōu)化提供了良好的平臺。作為結構優(yōu)化的一種,拓撲結構優(yōu)化在新產品開發(fā)的初期設計中具有重要的作用。 本文以汽車座椅導軌為研究對象,對導軌的結構拓撲優(yōu)化進行課題研究。介紹了拓撲學原理和拓撲優(yōu)化的幾種方法,根據(jù)汽車座椅導軌的技術需求建立和推導了基于有限元變密度拓撲優(yōu)化方法數(shù)學模型;利用美國Altair軟件公司提供的功能強大的結構有限元分析軟件Hyperworks,特別是利用其功能超強的網格劃分技術和優(yōu)化功能對汽車座椅導軌進行拓撲優(yōu)化設計。進行了以下主要工作: 1、采用一塊背靠背U型塊作為拓撲設計幾何模型,對該模型進行了優(yōu)化參數(shù)定義、邊界條件定義、有限元建模,通過計算得到汽車座椅導軌毛胚結構。 2、通過實際制造工藝和拓撲設計導軌毛胚的結合,設計出全新的汽車座椅導軌結構,對其進行校核強度,并且基于此進行了形狀優(yōu)化,最終得到一個較完美的汽車座椅導軌設計,該導軌可進行實際鑄造生產。 3、為了驗證拓撲優(yōu)化設計可行性,我們進行了臺架對比試驗,把原設計導軌和利用拓撲技術設計的新導軌進行了多項物理性能的對比分析研究,結果表明拓撲優(yōu)化設計是可行的,在企業(yè)產品設計中有很好的推廣應用價值。 本文的主要創(chuàng)新點:(1)用簡單的U形長軌作為導軌拓撲設計的原模型;(2)把拓撲優(yōu)化設計技術引入汽車座椅導軌結構的優(yōu)化設計中;(3)把更高層次的形狀優(yōu)化技術應用到汽車關鍵零部件的優(yōu)化設計中。 總之,本文研究的汽車座椅導軌結構拓撲優(yōu)化設計及形狀優(yōu)化,對汽車核心零部件的設計具有重要的實用價值和理論意義。

【關鍵詞】：
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2011
【分類號】：U463.836
【目錄】：

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