内燃机活塞点阵结构可靠性拓扑优化设计

作     者：陈建良 赵清海 李信卿 张洪信 CHEN JianLiang;ZHAO QingHai;LI XinQing;ZHANG HongXin

作者机构：青岛大学机电工程学院青岛266071 青岛大学电动汽车智能化动力集成技术国家地方联合工程研究中心青岛266071 

基　　金：国家自然科学基金项目(52175236) 中国博士后科学基金面上项目(2017M612191)资助 

出 版 物：《机械强度》 (Journal of Mechanical Strength)

年 卷 期：2023年第45卷第1期

页      码：91-97页

摘      要：针对内燃机活塞轻量化设计问题,提出一种基于可靠性拓扑优化的活塞点阵结构设计方法,分解为可靠性分析和确定性拓扑优化两部分分别进行求解。考虑以最小化质量为目标函数、最大应力为约束条件,建立活塞点阵结构可靠性拓扑优化数学模型。根据一次二阶矩方法将失效概率约束转变为可靠性指标约束,进而将随机变量转化为标准正态变量,根据随机变量相对于性能指标的敏度信息,进行随机变量修正并进行确定性拓扑优化设计。最后,以某型发动机活塞为例,进行确定性点阵设计与可靠性点阵设计对比研究。结果表明,相较于确定性设计,可靠性活塞点阵模型在考虑随机变量的影响下,性能更加可靠;且其质量相较于原活塞模型降低11.8%,满足活塞轻量化的设计需求。

主 题 词：内燃机活塞 点阵结构 拓扑优化 可靠性分析 轻量化设计 

学科分类：08[工学] 080203[080203] 0802[工学-机械学] 

D　O　I：10.16579/j.issn.1001.9669.2023.01.012

馆 藏 号：203118526...