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基于HyperWorks频响、拓扑功能的保险杠优化设计

2015/7/21    来源:Altair    作者:姜迪  闫鑫  徐中皓      
关键字:CAE  HyperWorks  有限元分析  拓扑优化  
本文基于技术中心某款卡车开发项目,采用Altair公司的HyperWorks软件为有限元分析软件,实现优化驱动的产品设计过程ODDP(OptimizationDrivenDesignProcess)。

图3 踩踏工况计算结果

图3 踩踏工况计算结果

图4 踩踏工况位移示意图

图4 踩踏工况位移示意图

    通过保险杠踩踏工况的结果可知,保险杠强度满足要求,但是中部的位移过大,经过分析主要
是加强筋的布置形式不够合理。因此,接下来我们将应用OptiStruct中的Topology,对保险杠中部进行拓扑优化分析。

2.3振动控制

    扫频振动分析旨在计算结构在振动激励下的响应,激励在频域中为显式定义,在每个频率点的作用力已知。计算的响应通常包括节点位移、单元力和应力,频率响应分析分为直接法和模态法。针对本文的踏板结构,选择模态法可以利用结构振型减小问题规模,使数值计算更为高效。可以说频率响应分析方法是常规模态分析的进一步扩展。也就是如下方程

公式4 振动控制方程

公式4 振动控制方程

    J是激励,可以是力、位移、加速度。根据分析模型给定初始边界条件,利用振型叠加法,可以求得各个振动频率下的模态响应。

    根据以上约束模态分析结果,我们进行多方向扫频振动分析,凭借工程经验,在不同方向上施加不同的加速度激励,在一定范围内进行扫频。同时定义合适的输入初始频率和终了频率对应的阻尼参数,设置输出仅为应力。两种工况下的最大应力均满足强度要求。

图5 振动最大应力图

图5 振动最大应力图

责任编辑:吴星星
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