PDF《基于 solidThinking Inspire 的推杆式》

4 摇臂的优化设计 4.1 设置约束和载荷 在开始的初步建模中注意要给施加约束和载荷的安装孔建立独立的 part 部分,以区分 后面定义的设计空间.如图

4 所示,在车架铰接孔处施加可转动的约束,在模拟摇臂在力的 作用下运动到极限位置时的平衡状态, 这里给推杆铰接孔施加固定约束, 同时这样才能给予 模型充分约束. 图4约束与载荷 根据对摇臂工况的分析,可分别加给摇臂施加减震器的反力和横向稳定杆的反力. 4.2 定义设计空间及模型材料 给模型定义设计空间的目的是指定模型需要优化的部位, 在其中进行拓扑优化, 去除材 料,同时给予施加约束和载荷的部分定义为非设计空间.如图

5 所示,紫色部分定义为设计 空间.模型所使用的材料为中碳钢,所以可在模型的属性编辑栏上定义其材料为中碳钢. Altair2014 技术大会论文集

4 图54.3 优化 运 算与 设计 在定 义 好约 束、载荷 以 及设 计空间之 后, 可对 模型进行 优 化的 求解运 算, 定义 模型的优化目标为减重 20%,分别对四种工况进行运算,得到的优化结果是前三种去除的 材料较多, 而第四种联合工况则更具有代表性, 其大致能包括前三种的结果中所包含的材料, 因此主要对第四种工况进行优化结构设计,如下图

6 和图

7 所示. 图6优化结果 图7最终设计结构 在优化结果中虽然车架铰接孔和横向稳定杆铰接孔没有材料相连, 但为了结构的平衡性 能,最终结果在他们之间增加了弧形的连接杆.

5 分析与结论 通过建模软件获取模型的质量,得到优化前模型的质量为 0.625kg,优化后的最终结果 为0.113kg,也即是通过 solidThinking Inspire 进行初期的概念设计,可以直接对开始时初 略的摇臂模型减重 85%以上,这样的设计方法可大大地加速和方便了设计者初期的结构设 计.虽然摇臂的质量并不大,但是赛车需要的是对每个零件进行尽可能的减重,这样才能充 Altair2014 技术大会论文集

5 分发挥轻量化设计的作用,而solidThinking Inspire 不仅可以在本文例子中应用,更是可以 应用到更多的工程领域中并发挥重要作用.

6 参考文献 [1] 王鹏.基于 HyperWorks 的汽车摆臂拓扑优化设计[D].河北:河北工程大学,2012. [2] 韩建保,云志刚.汽车悬架动载性能检测与理论分析[J].汽车工程,2002,24(3) :253. [3] 余志生.汽车理论[M].第五版.北京:机械工业出版社,2009. [4] 丁能根,张宏兵,冉晓凤,等.横向稳定杆性能计算及其影响因素分析[J].汽车技术, 2007,2:20-21.