保健励志美文体育育儿作文
投稿投诉
作文动态
热点娱乐
育儿情感
教程科技
体育养生
教案探索
美文旅游
财经日志
励志范文
论文时尚
保健游戏
护肤业界

基于有限元仿真的车载柜体优化设计

  0引言
  基于铁路运输增加运量和节能减排的考虑,车辆的轻量化设计越来越受到重视。国外关于优化设计方面的研究起步较早,专家VanCampenD。H。,SchoofsA。J。G等早在1994年就提出了结构优化设计及试验设计的理论。伴随软硬件技术的进步,尤其是多学科优化软件Isight的普及,国内很多专家、学者针对轨道车辆设备的优化设计进行了研究:北京交通大学的胡博以CRH3EC01车体型材厚度尺寸为设计变量对车体进行了轻量化研究,实现减重7。0;大连交通大学的丁彦闯等建立了铁路客车转向架构架参数化模型,以钢板厚度为设计变量,最终实现构架减重6。29;长春轨道客车股份有限公司的马梦林对伊朗地铁车辆牵引梁的结构进行了拓扑优化设计,在满足各工况强度要求的基础上实现了材料的合理分布;北京交通大学索雪峰对动车组M2S车下悬挂设备进行了布局优化,使车体在不需要配重的条件下达到了平衡。但是对于轨道车辆核心部件的车载柜体还缺乏相关的研究。
  车载柜体如牵引变流器、辅助变流器、高压箱、供电箱、制动电阻等是实现轨道车辆正常运行的重要部件。出于可靠性方面的考虑,在进行轻量化设计的同时,车载柜体还需满足结构强度、振动模态、疲劳寿命等方面的要求。
  本文提出了一种车载柜体的优化集成设计方法,即采用专业前处理软件建立车载柜体的有限元模型,然后在优化软件Isight中集成静强度仿真、模态仿真,以板厚作为优化变量,利用Pointer专家系统优化技术寻找最优方案,并通过成熟的疲劳计算程序对优化方案进行验证,最终实现了对车载柜体的优化设计。
  1模型描述
  车载柜体是一个复杂的系统,包括柜体骨架、安装器件、门组件、线缆、母排、紧固件等,其中骨架和安装器件占柜体总质量的85以上,进行轻量化设计时需着重考虑。安装器件关系到车载柜体的功率、容量等电学性能,需要通过控制系统仿真和电磁仿真进行优化。骨架由钣金件焊接而成,因此表征钣金件母材特性的板厚参数可作为车载柜体优化设计的重要参数。
  2优化算法
  进行车载柜体的优化设计时,除了需要有可靠的优化模型外,还需要选择效率和计算精度都比较高的优化算法。按照优化过程中对约束的处理方法、样本选择方法等不同,优化算法可以分为梯度法、直接法和全局优化法3类:
  (1)梯度法利用了函数的导数、梯度等数学特征,是解决目标函数和约束函数为非线性、连续、可微函数这类问题的理想方法。计算时,首先计算初始点周围的梯度,然后根据沿梯度最大方向选择下一设计点,以同样方法依次选择下一设计点,直至最终确定最优解。对于连续及单峰的设计空间,该方法能有效地找到梯度下降最快方向;但最优结果很大程度上取决于初始点的选择,易陷于局部最优解,通常用于在某一设计点周围搜索局部最优解。Isight中的梯度优化算法有连续二次规划法、广义梯度下降法、修正可行方向法及多功能优化系统技术等。
  (2)直接法只需利用直接计算得到的函数值来评估寻优方向,无需计算梯度,即不需要连续的设计空间,且参数类型无限制;通过评估基准点周围某种模式下的性能指数确定搜索方向,搜索阶段可以设置较大步长,比较适合解决中等规模(1050个)设计变量的问题;但不支持并行计算,需要的计算时间较长,且最优结果在某种程度上依赖于初始值。Isight中直接法有下山单纯型算法、HookesJeeves算法等。
  3优化设计案例
  3。1问题提出
  它在轨道车辆的电传动系统中起到控制高压线路通断的作用,总质量为87。5kg,骨架部分材料为不锈钢,屈服极限为205MPa。模态仿真显示柜体一阶固有频率为22。0Hz,静强度仿真的最大VonMises应力和疲劳仿真最大1应力如表1所示。可以看出,最大VonMises应力远低于材料屈服极限,总体损伤小于1,具有很大裕量,可以进行轻量化设计以降低成本。
  3。2优化过程集成
  依据标准规定,车载柜体需进行静强度仿真、模态仿真、随机振动疲劳仿真。静强度仿真、模态仿真一般需要几分钟到几十分钟的计算时间;而基于模态叠加法的随机振动疲劳仿真一般需要8h以上的计算时间,并且一个工况的输出文件达数百GB,因此不宜将其嵌入优化流程中。可将静强度仿真和模态仿真集成到优化软件中寻找最优方案,再通过随机振动疲劳仿真验证方案的可行性。
  4结语
  通过在Isight软件中建立基于有限元仿真的优化流程,实现了车载柜体的优化设计,实现了前处理软件、Isight、Abaqus及ANSYS这4个软件之间的数据传递。该方法同样适用于基于相同标准的其他模型的优化设计。
  通过对某车载柜体进行优化设计,实现减重11。5,并且验证是可行的,达到了优化的目的。这对今后的柜体设计将有重要的指导意义,并可推广应用到其他屏柜类产品。
  上述优化集成方法采用了与结构仿真相同的有限元模型,在软硬件满足要求的情况下可以同时进行结构仿真和优化设计,大大缩短了产品的设计周期;另外优化中还可加入DOE工具,减小设计变量的样本空间,提高优化仿真的效率。

品格集成灶怎么样品格集成灶优势分析详解大家知道什么是集成灶吗?其实集成灶就是集油烟机、燃气灶、消毒柜等等为一体的炉灶来的,它的功能性比较强,而且设计又是非常合理的。市面上集成灶的品牌有很多,品格是非常不错的集成灶品……一项关于农村治理结构与乡镇政府职能转变的个案研究内容提要改革开放以来,我国农村治理结构发生了重大变化。在农村基层政权和社会管理体制上逐渐形成了乡政村治格局,即在乡镇建立基层政权,对本乡镇事务行使国家行政管理职能,乡以下的村建……社会脆弱性灾害社会学研究的新范式社会脆弱性:灾害社会学研究的新范式一、社会脆弱性:灾害社会学研究的新趋向二、社会脆弱性概念综合学界不同定义,社会脆弱性概念至少包含这样几层含义:其一,它强调灾……小米12和小米11pro怎么选哪款手机最为值得入手参数对比今天小编为大家带来小米12和小米11pro的对比,这两款手机都是属于小米数字系列的旗舰手机,可以为用户提供很好的手机性能体验,那么这两款手机的区别是什么?这里小编为大家带来最新……MOTOMT917怎么查看IMEI号码MOTOMT917根据以下步骤可以查找IMEI号码:1。查找IMEI号码按主菜单键返回待机页面按菜单键(四个方块按钮)点设置向上滑动屏幕点击关于手机点击状态消息,查看IM……索尼wx9如何拍摄微距索尼WX9这款索尼WX9相机不支持微距的,楼主要是想拍摄微距照片,可以直接靠近被拍物体,然后先轻轻按下快门。等到索尼WX9相机自动变焦完成后在按下快门就可以了。这样就能拍……加强环保合作ampnbsp共建美好家园加强环保合作共建美好家园加强环保合作共建美好家园加强环保合作共建美好家园划环境保护是泛珠三角区域合作与发展的重要内容。为建立泛珠三角区域环境保护合作机制,共同研究解决区域环境问……怎样安装燃气热水器燃气热水器安装维修介绍详解燃气热水器安装上之后,使用一段时间,因为这样或是那样的原因,容易发生一些故障,此时就需要进行维修了。燃气热水器安装维修可能会以上哪些问题呢?下面就指出几个较为常见的问题,没准用……探讨乡村环境治理中的社会资本探讨乡村环境治理中的社会资本探讨乡村环境治理中的社会资本探讨乡村环境治理中的社会资本文章来自社会资本:农村环境治理不可或缺的组织要素2007年我国政府出台了《关于加……三个代表重要思想与社会主义政治文明建设ldquo;三个代表rdquo;重要思想与社会主义政治文明建设党的十六大报告提出ldquo;发展社会主义民主政治,建设社会主义政治文明rdquo;的重要目标,在党的文献上……反思社会主义文学反思社会主义文学主持人:杨庆祥中国人民大学文学院讲师对话者:杨庆祥黄平华东师范大学中文系讲师金理复旦大学中文系讲师杨庆祥:这一次三人谈以ldquo……电陶炉哪个牌子质量好电陶炉的品牌推荐介绍详细分析电陶炉在我们的家庭中越来越普及,已经慢慢代替了以往的煤气炉等等,有很多朋友就正在准备购买电陶炉,那么电陶炉那么受欢迎,什么品牌的更好用呢,下面小编为大家推荐几个家用的好品牌电陶……
王力锁有哪些优势王力锁优势及特点介绍详解锁对于一个家庭来讲是比较重要的,尤其是现在社会上有一些不法分子专门进行一些偷盗活动,这样就严重的影响了人们的生活。现在市场上生产锁的厂家是比较多的,王力锁是其中一个不错的品牌,……iqooz3手机如何使用屏幕录制功能录制功能怎么开启搭载骁龙768G芯片的iqooz3手机于3月25号正式亮相登场,产品定位在千元,配置方面也是很均衡,多样化的配色加上三星gw3传感器6400万的像素在照相方面也有着不错的表现,……初中英语中的趣味教学思考语言是抽象的事物,不是可以量化到上几节课或学习几年就可以学好的,学本民族语言如此,学习英语更是如此语言的学习重在兴趣的培养,环境的创设,只要教学得法,便可事半功倍要取得这样的好……iphone6手机壳如何挑选iphone6手机壳挑选和价格介如果你恰好购买了iphone6手机,那么此刻最想的就是给iphone6找一个合适的外衣,也就是我们所说的iphone6的手机保护壳。当然挑选手机壳的初衷是为了保护iphone6……简析初中英语完形填空题的解题技巧完形填空是英语中考试题中必有的题型是测试考生综合运用英语知识能力的一种题型,它容阅读理解能力与语言应用能力于一体,着重考查学生在一定语言情景下灵活运用词汇的能力这种题型不但考查……简析农村初中生英语学习的兴趣培养随着改革开放的深入发展,中国融入世界的步伐在加快英语作为一门世界语言其重要性越来越明显,这就意味着英语教学在学校教学工作中必须要得到应有的重视然而对于我们国家来说,应为城乡经济……基于积极心理学的初三英语限时快速阅读训练创新探究一、影响限时快速阅读的心理因素分析学生对于英语这样一门外语的学习有一种与生俱来的恐惧心理,在学习英语时很容易没有自信,产生退缩的心理作用,从而没有学习英语的兴趣,不能激发……基于图式理论的高中英语阅读教学研究分析一、引言高中生获取英语知识、培养和提高英语语言能力、同时提升英语语言运用能力的主要方式是英语阅读教学在高中英语教学中起着重要和决定性的作用在120分的高考英语试卷中,阅读……简析新课程改革背景下高中英语教师角色的转变高中英语课程标准强调:整个教学过程都要以学生为中心和以学习为中心,重在学生的自我实现和主动发展,鼓励学生自我导向学习营造民主、宽松、和谐的教学氛围,为学生创造轻松愉快、主动发展……浅谈教师情态在教育教学中的作用一教师情态的诊释教师情态是贯注于教育教学的精神能源、包括教师对本职工作的愿望、志趣、情感、精神等一切内心生活,表现在教师在教学活动中的一言一行,一举一动;在育人过程中的潜……浅析如何为学生打开通向高分作文的闸门一、让亲情不再干瘪高三模拟考试作文题目从对视到告诉你,从免费到习惯之后,每一次我们都会说同一个问题:写作素材匮乏。为什么我们的学生只能和母亲对视?为什么总是母亲告诉你?为……热水器循环泵有什么特点热水器循环泵特点介绍详解热水器是很多家庭都会使用的器材,没有太阳能的受天气影响的不稳定性,而且相待来说价格也不是很高,也有很多的人觉得一般的热水器热的慢,会想想要安装热水器循环泵,那么,热水器循环泵有……
友情链接:快好找快生活快百科快传网中准网文好找聚热点快软网