45″双模轮胎硫化机横梁结构优化设计

在某橡胶机械厂产品45″双模轮胎硫化机横梁的结构优化设计中，采用ANSYS与导重准则法相结合的优化方法，既发挥了结构分析商用软件ANSYS有限元建模、分析求解、结果输出方便的优势，又利用了结构优化设计导重准则法优化效果好、收敛快的优越性，一般只需约5到7次优化迭代计算即可得到十分显著的优化效果，大大提高了设计效率与设计质量。     

整体式柔性机构的结构拓扑优化设计

基于变密度法和优化准则法,推导并建立了柔性机构的结构拓扑优化设计的设计变量迭代格式．以机构的机械增益为优化的目标函数,利用连续体的结构拓扑优化技术建立了的柔性机构设计的数学模型．通过人工弹簧模型和虚拟载荷法描述柔性机构设计的目标函数,采用伴随敏度分析法进行了敏度分析．以柔性夹钳作为设计实例,证明了所研究方法的有效性,用快速成型技术验证了柔性机构概念设计阶段的合理性．     

轮胎定型硫化机的现状与发展

通过对普通轮胎定型硫化机、曲柄连杆式定型硫化机、液压式定型硫化机的结构介质及对其优缺点的剖析，展示了轮胎定型硫化机的发展过程。针对目前定型硫化机存在的问题，推出了一种新结构的轮胎定型硫化机－螺旋定型硫化机，并对其控制形式、安装方式提出设想。     

基于拓扑描述函数的结构拓扑优化设计

提出了一种基于水平集方法的结构刚度拓扑优化设计方法.该方法将结构的边界隐式地嵌入到一个高一维标量函数的零水平集模型中,通过一个Hamilton-Jacobi类型的偏微分方程来控制水平集函数的动态运动,从而间接地实现结构边界拓扑和形状的动态演化.偏微分方程中的法向运动速度依据优化目标函数的形状敏度分析结果建立.用有限元法和有限差分法相结合的方法分别实现弹性平衡方程和Hamilton-Jacobi方程的数值计算,并通过一个典型算例证明所研究方法的有效性.     

约束阻尼结构拓扑优化设计的进化算法

约束阻尼结构的阻尼材料优化布局是约束阻尼结构振动控制设计中的关键问题,它直接影响到振动能量耗散与全局能量流分布。在约束阻尼结构设计中引入拓扑优化渐进优化算法,以约束阻尼胞单元为设计变量,建立以模态阻尼比为目标函数,约束阻尼材料用量为约束条件的拓扑优化模型。分析结构模态阻尼比相对于阻尼胞单元位置的敏度,导出灵敏度计算表达式。提出基于渐进优化算法的优化准则,通过逐步删除利用率低的材料,使目标模态阻尼比达到最大化,给出了数值计算的例子,理论计算结果验证了拓扑优化方法的正确性和有效性。     

杆、梁结构离散变量拓扑优化设计

在考虑断面面积和拓扑两类离散变量及其耦合关系的基础上,建立了离散变量拓扑优化设计的数学模型;该模型反映了拓扑优化问题的耦合优化本质,有效地避免了“极限应力”和“奇解”对拓扑优化问题的困扰;为求解上述数学模型,提出了“拟机率-网格搜索法”;用该法对包含两类变量的杆、梁结构进行了拓扑优化设计,收到了较好的效果。     

结构拓扑优化的发展历程与展望

本文回顾了结构拓扑优化设计的发展概况,进而总结了离散变量结构的拓扑优化和连续体结构的拓扑优化的情况,并对结构拓扑优化的发展方向提出了展望。     

形状优化设计敏度分析的参数法

本文对形状优化设计问题中的敏度分析,提出了一种解析算法,较好地解决了二维等参元的敏度分析计算问题。算例表明,方法是有效、可行的。     

轮胎试验台转鼓结构的优化设计

为避免试验过程中转鼓在外界激励下发生共振,首先基于拓扑优化原理,以单元密度作为设计变量、体积缩减50％为约束条件、一阶固有频率为设计目标,对“工”字型转鼓的结构进行拓扑优化计算,得出转鼓的伪密度分布图;然后基于转鼓拓扑优化分析结果,改进转鼓的“工”字型结构,并对转鼓的结构尺寸进行50次迭代优化.在转鼓的一阶固有频率高于...     

对离散变量结构拓扑优化设计几个问题的探讨

探讨了离散变量结构拓扑优化的三个问题，指出离散变量拓扑优化也存在所谓奇异拓扑的现象，指出设计变量的离散程度和位移约束影响最优拓扑，优化设计时不可忽视。     

离散变量结构优化设计的混合遗传算法

针对离散复合形法提出了一种新的初始点产生办法，并基于满应力思想，对离散复合形法进一步做了改进，提高了离散复合形法的局部寻优能力，从而构造了一种改进的离散复合形法用于离散变量结构优化设计；对基本遗传算法运用Hamming距离控制种群的个体差异；在适应度计算过程中加入判定因子来减少结构重分析次数：在遗传操作中。对交叉和变异操作做了改进．并把复合形算子嵌入到复制操作中，从而建立了一种离散变量结构优化设计的混合遗传算法。算例表明这种混合遗传算法优于基本遗传算法和改进的复合形法，是可行和有效的。     

Multidimensional CAE methods for car body structure optimization

The computer aided engineering(CAE) analysis technique has become one of the most important means in modern automobile development due to its remarkably computing capability.With the development of CAE bussiness software and intensive research on automotive development process,the CAE technique,which was only used as an auxiliary validation tool in the later product development in the past,is gradually used in each stage of product development now.Furthermore,accurate and fast analysis data can be supplied effectively.Especially in current CAE application, based on some optimization technologies such as sensitivity,feature and topology,the parametric design gradually enables a CAE engineer to be free from the condition which a convention analysis usually lags behind a design,and makes it be parallel to or even anterior to the design.Under the circumstance,the CAE resources can be maximized in each project development department,thereby promoting the project progress and quality,and creating a new philosophy of "analysis-driven design".     

基于结构应力法的焊接结构优化设计

基于结构应力法,综合考虑焊接结构焊缝疲劳寿命和结构变形为约束条件,构建多学科优化设计模型.算例显示,利用本文构建的优化模型,在满足寿命约束和变形约束条件下,可以实现多学科约束焊接结构的优化设计.     

离散变量结构优化设计的复合形遗传算法

对离散复合形法提出了一种新的初始点产生办法,并基于满应力思想,对离散复合形法的优化结果进行进一步搜索,提高了离散复合形法的局部寻优能力·为了弥补遗传算法自身的不足,把改进的复合形算法作为复合形算子嵌入到遗传算法中,以提高遗传算法的局部寻优能力;同时对遗传操作过程做了改进,如在进化初期采用大的交叉率,以尽快筛选出最优个体;对最差个体采用大的变异率,使其向最优解逼近,从而建立了一种离散变量结构优化设计的混合遗传算法·算例表明这种混合遗传算法优于基本遗传算法和改进的复合形法,是可行和有效的·     

小阻尼空间声学特征频率灵敏度分析与优化设计

小阻尼声空间的优化设计可以使声空间布局更为合理,从而改进空腔声学性能.根据三维空间声学波动方程及其边界条件,给出了声学有限元方程,在此基础上建立小阻尼空间声学问题的优化模型,重点推导声场特征频率对声空间边界形状控制参数的灵敏度分析公式,同时给出了优化求解算法.在JIFEX软件中进行了程序实现,数值算例分别验证了有限元计算、灵敏度分析和优化算法的有效性.     

基于均匀设计思想的结构优化方法

为了寻求新的优化设计方法,引进了均匀设计--一种仅考虑试验点在试验范围内均匀散布的试验设计方法.对均匀设计表进行了一定的改进,提出了余表的构想.余表提供了优化过程中可能的迭代方向,解决了搜索方向的问题.借助配方试验设计思想提出了配方设计表的设计方案,利用此方案探讨了最佳初始迭代点的选择问题.通过算例考察了体积约束条件下两端简支和两端固支轴向受压柱的屈曲优化问题,给出了优化后柱体的形状.结果表明,均匀设计思想可以用于结构优化设计问题.