針對鋁合金轉(zhuǎn)向節(jié)幾何形狀復雜、承受隨機載荷、工況惡劣、安全性要求苛刻而導致的輕量化設(shè)計難度大等問題,對轉(zhuǎn)向節(jié)的結(jié)構(gòu)優(yōu)化與設(shè)計方法進行了研究。建立了雙叉臂懸架的多體動力學模型,對轉(zhuǎn)向節(jié)典型工況下的載荷進行了提取;開展了轉(zhuǎn)向節(jié)的有限元模擬分析,采用拓撲優(yōu)化的方法對轉(zhuǎn)向節(jié)進行了減重設(shè)計;基于拓撲優(yōu)化結(jié)果,利用區(qū)間不確定性穩(wěn)健優(yōu)化方法對轉(zhuǎn)向節(jié)進行了二次優(yōu)化,在考慮轉(zhuǎn)向節(jié)隨機載荷的基礎(chǔ)上提高了優(yōu)化結(jié)果的穩(wěn)健性;設(shè)計了雙層嵌套優(yōu)化模型并進行了迭代計算;采用無重復飽和析因設(shè)計方法以提高二次優(yōu)化過程的效率,減少了試驗次數(shù)。研究結(jié)果表明:在降低最大應力值的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了鋁合金轉(zhuǎn)向節(jié)的輕量化,重量減輕比達7%,且在耐久性試驗條件下轉(zhuǎn)向節(jié)性能符合技術(shù)要求。 

【文章來源】：機電工程. 2020,37(12)北大核心

【文章頁數(shù)】：6 頁

【部分圖文】：

3種工況下應力分布

取0.4 g轉(zhuǎn)向、越過不平路面、0.6 g緊急制動3種工況下的權(quán)重大小為0.4,0.3,0.3,在ANSYS中進行拓撲優(yōu)化計算,經(jīng)過迭代得到的優(yōu)化結(jié)果如圖2所示。由圖2可知,主要優(yōu)化區(qū)域位于轉(zhuǎn)向節(jié)下半部分。

轉(zhuǎn)向節(jié)改進后結(jié)構(gòu)

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3598840