考虑载荷不确定性的转向节结构优化研究

作     者：刘莹 晏洋 陈天赋 庞秋 LIU Ying;YAN Yang;CHEN Tian-fu;PANG Qiu

作者机构：武汉理工大学现代汽车零部件技术湖北省重点实验室湖北武汉430070 汽车零部件技术湖北协同创新中心湖北武汉430070 湖北三环锻造有限公司湖北襄阳441700 武汉东湖学院机电工程学院湖北武汉430212 

基　　金：教育部创新团队发展计划项目(IRT_17R83) 湖北省技术创新专项重大项目(2019AAA007) 高等学校学科创新引智计划项目(B17034) 

出 版 物：《机电工程》 (Journal of Mechanical & Electrical Engineering)

年 卷 期：2020年第37卷第12期

页      码：1504-1509页

摘      要：针对铝合金转向节几何形状复杂、承受随机载荷、工况恶劣、安全性要求苛刻而导致的轻量化设计难度大等问题,对转向节的结构优化与设计方法进行了研究。建立了双叉臂悬架的多体动力学模型,对转向节典型工况下的载荷进行了提取;开展了转向节的有限元模拟分析,采用拓扑优化的方法对转向节进行了减重设计;基于拓扑优化结果,利用区间不确定性稳健优化方法对转向节进行了二次优化,在考虑转向节随机载荷的基础上提高了优化结果的稳健性;设计了双层嵌套优化模型并进行了迭代计算;采用无重复饱和析因设计方法以提高二次优化过程的效率,减少了试验次数。研究结果表明:在降低最大应力值的基础上实现了铝合金转向节的轻量化,重量减轻比达7%,且在耐久性试验条件下转向节性能符合技术要求。

主 题 词：轻量化设计 铝合金转向节 拓扑优化 区间不确定性 结构优化 

学科分类：08[工学] 082304[082304] 080203[080203] 080204[080204] 0802[工学-机械学] 0823[工学-农业工程类] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1001-4551.2020.12.017

馆 藏 号：203996647...