【摘 要】
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本文研究在满足频率、刚度约束的要求下,通过拓扑优化,材料替换,尺寸、角度的联合优化,实现车辆发动机罩的轻量化设计。首先,建立钢制发动机罩的有限元模型,设置七种静态特性
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本文研究在满足频率、刚度约束的要求下,通过拓扑优化,材料替换,尺寸、角度的联合优化,实现车辆发动机罩的轻量化设计。首先,建立钢制发动机罩的有限元模型,设置七种静态特性分析工况和一阶自由模态动态特性分析工况,对发动机罩结构进行性能分析。其次,构建以加权柔度最小为优化目标,以各工况位移和一阶自由模态为约束,以单元密度为设计变量的拓扑优化模型。根据拓扑优化结果及复合材料铺层原则设计了碳纤维复合材料(CFRP)发动机罩。构建以质量最小为优化目标,以各工况位移及一阶自由模态为约束,以每层厚度和角度为设计变量的尺寸、角度联合优化模型。将优化后的CFRP发动机罩性能分析结果与钢制的进行比较,发现其取得了良好的轻量化效果:碳纤维复合材料发动机罩降重7.2kg,减重36%。
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