平衡车车架拓扑优化设计与仿真分析

作     者：张杰 姚君 朱启睿 ZHANG Jie;YAO Jun;ZHU Qirui

作者机构：中国矿业大学江苏徐州221116 徐州市工业设计学会江苏徐州221018 

基　　金：中国矿业大学研究生创新计划项目(2023WLJCRCZL344) 

出 版 物：《包装工程》 (Packaging Engineering)

年 卷 期：2024年第45卷第16期

页      码：471-478页

摘      要：目的本研究以平衡车车架为研究对象,旨在满足模型强度与刚度约束条件的前提下,通过拓扑优化设计实现车架质量的减轻,从而为平衡车车架的轻量化设计提供参考。方法首先,通过SolidWorks软件建立车架的三维模型,然后利用ANSYS Workbench对原始车架进行静力学分析,以获取车架的应力分布情况。在此基础上,采用AltairInspire软件对原模型进行拓扑优化,优化目标是减少车架的质量。结果经过拓扑优化设计,得到了优化后的重构模型。与原始车架相比,优化后的车架质量减少了约54.0%。虽然优化后的车架在满足使用规范的前提下,米塞斯应力有所上升,但仍小于材料的屈服强度,确保了车架的安全性和稳定性。结论本研究通过拓扑优化方法有效地减少了平衡车车架的质量,同时保持了必要的结构强度和刚度。尽管优化后车架的应力有所增加,但仍在材料允许范围内,证明了拓扑优化在车架轻量化设计中的可行性。该方法为未来平衡车车架部件的设计和改进提供了新的思路和参考。

主 题 词：平衡车车架 有限元分析 拓扑优化 轻量化设计 Inspire 

学科分类：1305[艺术学-设计学类] 13[艺术学] 

D　O　I：10.19554/j.cnki.1001-3563.2024.16.052

馆 藏 号：203136449...