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集装箱平车车体结构优化设计研究

作　者: 高永芳
导　师: 吴作伟
学　校: 北京交通大学
专　业: 车辆工程
关键词: 结构优化形状优化试验设计优化算法轻量化
分类号: U272.3
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
下　载: 274次
引　用: 4次
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内容摘要

结构优化设计是综合性、实用性很强的理论和技术。因为结构优化设计从最初被动的分析校核上升为主动的设计与优化,所以结构优化设计也具有了更大的难度和复杂性。本论文针对大型结构优化设计面临的问题,结合具体工程项目进行研究和探讨,主要内容包括:1.针对本论文关于集装箱平车车体的形状优化问题,利用HYPERMESH中的HYPERMORPH模块,通过对“域”和“柄”的操作来控制网格形状的改变,以解决网格畸形问题,得到较好的网格质量,为进一步的形状优化做好准备。2.研究各种优化算法。根据本论文连续离散混合变量优化设计问题的特点,考虑现实因素,采用试验设计组合数值优化算法进行优化。利用少数的试验设计计算得到较好的初始点,然后利用数值优化算法进行优化计算,既提高了找到全局优化解的可能性,又大大提高了优化效率。3.利用ISIGHT集成优化功能集成强度刚度分析仿真程序ANSYS和HYPERMESH的形状变形模块HYPERMORPH,对集装箱平车车体进行尺寸及部分形状优化,实现车体的轻量化设计。结合工程实际,为设计人员的设计提供多种参考信息。本文对大型结构优化设计的深入研究和应用提供了有价值的参考。

全文目录

中文摘要  5-6
ABSTRACT  6-9
1 绪论  9-16
  1.1 工程结构优化设计概述  9-10
    1.1.1 工程结构优化设计  9
    1.1.2 结构优化设计按设计变量类型的分类  9-10
    1.1.3 优化算法按理论基础的划分  10
  1.2 离散变量结构优化设计概述  10-11
    1.2.1 离散变量结构优化设计的发展  10-11
    1.2.2 离散变量结构优化设计的算法分类  11
  1.3 结构优化设计的研究现状  11-12
  1.4 课题的提出  12-14
    1.4.1 结构的形状优化问题  12-13
    1.4.2 优化算法的选择  13
    1.4.3 基于 Isight 优化平台的大型结构优化设计  13-14
  1.5 论文的研究意义及组织结构  14-16
    1.5.1 论文研究意义  14
    1.5.2 论文组织结构  14-16
2 集装箱平车的形状优化设计  16-23
  2.1 结构的形状优化概述  16-17
  2.2 HYPERMORPH 简介  17
  2.3 对集装箱平车进行形状优化设计  17-22
  2.4 本章小结  22-23
3 优化算法的选择  23-29
  3.1 离散变量结构优化设计的算法介绍  23-24
  3.2 ISIGHT 优化算法简介  24-27
    3.2.1 数值优化方法  25-27
    3.2.2 探索优化方法  27
    3.2.3 专家系统优化  27
  3.3 本论文的优化算法选择  27-28
  3.4 本章小结  28-29
4 集装箱平车车体尺寸及形状多工况优化  29-58
  4.1 ISIGHT 优化平台及优化流程介绍  29-31
    4.1.1 ISIGHT 优化平台简介  29-30
    4.1.2 ISIGHT 用于结构优化设计的基本步骤  30-31
  4.2 模型准备  31-34
    4.2.1 集装箱专用平车基本组成  31-32
    4.2.2 集装箱专用平车结构离散模型  32-33
    4.2.3 约束处理  33
    4.2.4 计算工况  33-34
  4.3 车体结构优化数学模型的建立  34-36
    4.3.1 设计变量  34
    4.3.2 约束条件  34-36
    4.3.3 目标函数  36
  4.4 任务集成  36-41
    4.4.1 命令流文件的准备  36-37
    4.4.2 ISIGHT 集成流程  37-41
  4.5 试验设计  41-50
    4.5.1 试验设计方法概述  41-43
    4.5.2 正交试验设计  43-44
    4.5.3 用 ISIGHT 进行正交试验设计  44-50
  4.6 优化运算及结果分析  50-57
    4.6.1 优化参数选择  50-52
    4.6.2 优化历程及结果分析  52-57
  4.7 本章小结  57-58
5 总结与展望  58-61
  5.1 全文总结  58-59
  5.2 研究展望  59-61
参考文献  61-62

集装箱平车车体结构优化设计研究

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