加强凸台的结构参数优化设计 刘
LFT-D汽车后地板的设计与应用
协同优化理论在多破损模式结构分析中的应用
对于船舶结构破损，单纯地对某一种结构破损进行结构优化所获得的解不一定是全局最优。因此，
在 多破损模 式 结构优 化 中使用 协 同优化 技术是 十分 必要 的 。Ｒ ｎ Ｌ 立 了基于 多学科 设 计优化 和多 代 ｅ等 ６ Ｊ 建 理模 型 系统 的协 同优 化 平 台 ，并进行 最优 解 研 究 。凌吴等 Ｌ应 用学 科 级耦合 变 量 的折 中方法 ，用各 学 ７ 】 科 级 目标 函数 的加权 和来 综合 评价 设计 的优劣 。薛彩军 Ｊ 协 同优化 理论用 于 结构静 力 学和动 力学 的 将 优 化 。韩 明红 等【对协 同优 化算 法进 行 了改进 ，提高 了优 化 的精度 和 效率 。对 于协 同优 化 理论 在船 舶 ９ 】 中的应 用 ，胡志 强等 ［］ 多学 科优化 设计 理论 应用 于缓 冲球 鼻首 的设计 ，综 合考 虑建 造 费用和 抗碰撞 １将 ｏ 能 力等 因素 。李 响等 【］ 了基于序 列 响应面 方法 的协 同优化 算法研 究 。Ｈ ａｇ 等ＬＪ 用优化 集成 平 １开展 １ ｕｎ １运 ２ ． 台开展 了基 于 动力 学和 静力 学 的船体 结构 协 同优化 研 究 。Ｃ ｒｉｏ等 ｌ 开展 了 以结构质 量 和费 用最 小 ｏｖｎ Ｊ 刮
限元 模型 如 图３ 示 。 所
５ ３卷
第 ２期 （ 总第 ２ ０ ） ０期
陈炉 云 ， ： 同优 化理 论在 多破 损模 式结 构分 析 中的应用 等 协
损
图 ３ 船 体 分 段 有 限元 模 型
４２ 多破 损模 式优 化方 程 ． 在 多破 损模 式 下 的船体 结构 协 同优化 中 ，在 各种 破损 模 式下 结构 满足 设 计优 化要 求 的前提 下 ，通 过 优化 设计 变 量 ，实现 船体 结构 总 质量 最 小化 。 因此 ，在优 化过 程 中约 束条件 为 ：结构完 整 时最大 应 力 不大 于初 始设 计 的最 大应 力 ，在 结构破 损 时最 大应 力 小于 结构 许可 应 力 ，船 体 结构 分段 质量 小于 初 始 设计值 。 将船 体 结构 的板 厚度 定义 为 设计 变量 ，包 括舷 侧 外板 板 厚 、船 底 板板 厚 、 内底 板板 厚 、上 甲板 板 厚 、下 甲板 板厚 和旁 桁材 板 厚等 ，总共定 义 Ｙ４个 设 计变 量 。考虑 到 工程 实 际，板 的厚度 定义 为离 散 １
铝合金锥形壳体等温成形过程数值模拟
图 ３锥 形 壳体 有 限 元 模 拟 模 型
程， 由该 图可 知 ， 金 属成形 过 程 中 ， 台上 部 及底 在 凸
部 可 能 出现 折叠 ， 因此 ， 种 毛坯 不 易采 用 。 ５为 该 图
第二 种 直径 毛坯 的金 属流 动过 程 ，由 图中 可知 ， 该 种坯 料 成形 过 程没 有 出现 缺 陷 ，凸台全 部 充满 ， 能 够 成形 。
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２
年 第 ５期
・
理 论 与 攘 索
铝合金锥形壳体等温成肜过程数值模拟
刘 川 林 ， 蕾 芳 ， 韵 ， 志翔 ， 少 东 沈 符 赵 黄
（ 中国 兵器 工业 第 五 九研 究 所， 重庆 ４ ０ ３ ） ０ ０ ９
摘
要 ：针 对 某 铝 合 金 雏 形 壳体 的等 温 成 形 过 程 ，
收 稿 日期 ：０ ６－ — ８ ２ ０ －８ １ ０
图 １ 锥 形 壳体 产 品 简 图
１ 工 艺 设 计
根 据 图 １ 件结 构 及产 品 要求 ， 了减 少外 圆 零 为
维普资讯
曩
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（） ２ ａ 第 ０步
（） １０步 ｂ第 ０
（ ） １０步 Ｃ第 ２
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（） １４步 ｄ第 ９
图 ６为 第 二 种 直 径 毛坯 等温 成 形 过 程 应 变 场 变化 规律 ， 图可 知 ， 由 当在 第 ｌ０ １０步 时 ， —２ １ 在锥 形 部靠 近 底部 的部 分 应 变最 大 ， 效应 变 超过 １ ， 等 ． 因 ４ 为此 时 工件 处 于拉 伸 状态 ， 该部 分坯 料 处 于较 大 的 拉 应力 作用 下 ， 应注 意 冲头底 部 圆角 不能 太小 。 图 ７为第 二 种 直 径 毛坯 等 温 成 形 过 程 应 力 场
基于Kriging模型的主轴箱多目标尺寸优化
77第2期周宇翀等：一种基于深度学习的多基线InSAR高程反演方法A multi-baseline InSAR elevation reconstruction method based ondeep learningZHOU Yuchong1,XIE Xianming*2（1.School of Automation,Guangxi University of Science and Technology,Liuzhou545616,China;2.School of Electronic Engineering,Guangxi University of Science and Technology,Liuzhou545006,China）Abstract:A multi-baseline interferometric synthetic aperture radar（InSAR）elevation reconstruction method based on deep learning and cluster analysis is proposed.This method uses deep learning neural network to classify the intercept information of the interferogram as the basis for judging the category attributes of the pixels,and accurately obtains the clustering center of the pixels,and then cluster analysis technique is used to obtain the elevation information of the observed scenes.The main steps are as follows:firstly,the intercept information of interferograms is obtained,and then the deep learning neural network is used to classify the intercept information of the interferograms.Secondly,the intercepts of the pixels classified into the same category predicted by the network are averaged as the clustering center of this category,which effectively avoids the misclassification caused by the traditional technique due to poor noise robustness.Finally,the cluster analysis technique is used to obtain the elevation information of the observed scenes.The simulation and measured experiment results show that the root-mean-square error of the proposed method is smaller and the reconstruction accuracy is higher than that of the traditional CA algorithm under different SNR.Keywords:multi-baseline InSAR;deep learning;cluster analysis（责任编辑：黎娅）第35卷第2期2024年6月广西科技大学学报JOURNAL OF GUANGXI UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY Vol.35No.2 Jun.2024基于Kriging模型的主轴箱多目标尺寸优化潘英广1，唐清春*1，袁秀坤2，张晨阳1，魏巍1，王太子1（1.广西科技大学机械与汽车工程学院，广西柳州545616；2.四川工程职业技术学院交通工程系，四川德阳618000）摘要：以自研五轴工具磨床为研究对象，利用Inventor建立其三维模型，导入ANSYS Workbench建立其整机有限元模型，通过对整机的模态分析与谐响应分析确定主轴箱为影响整机动态特性的关键部件。
钩舌结构分析及优化设计
钩舌结构分析及优化设计李晓峰;刘敬刚;王文【摘要】为了研究重载列车钩舌的运用可靠性,减少钩舌表面的裂纹,运用ANSYS 软件对钩舌进行弹塑性分析,找出其薄弱环节;在此基础上以Hypermesh/Optistruct为拓扑优化平台对薄弱环节进行优化设计,将得到的优化结果与优化前相比较,表明优化后钩舌的应力分布明显改善,质量明显降低,为新型钩舌的研制开发提供参考.【期刊名称】《铁道机车车辆》【年(卷),期】2010(030)001【总页数】4页(P22-24,75)【关键词】钩舌;拓扑优化;弹塑性分析;ANSYS【作者】李晓峰;刘敬刚;王文【作者单位】大连交通大学交通运输工程学院,辽宁,大连,116028;大连交通大学交通运输工程学院,辽宁,大连,116028;中国北车集团公司齐齐哈尔铁路车辆有限责任公司产品开发部,黑龙江,齐齐哈尔,161002【正文语种】中文【中图分类】U272.34+1车钩是连接铁路机车与车辆及车辆之间的关键部件,它直接关系到列车的运行安全和可靠性。
随着我国铁路运输不断向高速和重载方向发展,列车的纵向冲击力急剧增加,车钩钩舌接触面摩擦磨损严重,钩舌的性能已越来越难以满足现代铁路的要求[1],严重影响到铁路运输的安全和效益,因此,有必要对钩舌进行优化设计,以提高其结构强度。
本文以F51AE型车钩钩舌为研究对象,首先运用ANSYS软件对钩舌进行有限元分析,在此基础上以 Hypermesh/Optistruct为拓扑优化平台对钩舌进行拓扑优化设计。
1 钩舌的弹塑性分析1.1 算法原理[2]弹塑性本构计算可归纳为下列步骤:对于给定的应变增量矢量(1)假设全部是弹性应变增量,计算相应的应力增量;(2)检查本步开始时应力状态是否满足屈服准则。
如果没有满足,则采用比例因子调整应力的大小,使其满足,要保证应力在屈服面之中或在屈服面上;(3)检查增量结束时的应力状态,确定应力增量中弹性和弹塑性的成分;(4)寻找塑性应变增量和本构矩阵屈服面的法线;(5)得到法线后,可获得等效塑性应变增量。
汽车后桥螺纹孔通用夹具优化设计
位 要求 。装置面选在 凸台上面 ；定 心采用 自定心结构 ，为￣ ４ ４ ８内孔 ；角定
位为两端轴对称中心。 为了提高劳动生产率，使装夹方便、快捷，我们采用 了液压夹紧。通 过操纵手动换向阀，即可实现工件的松开、夹紧。基本顺序是 ：工件进入 夹紧位置后 ，角定位液压缸工作一锅底四液压缸工作一定心液压缸工作一
、
一
套夹具 ，为此该夹具 的设计具 有一 定的难 度。
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Ｊ ． ｌ ｌ Ｌ ｌ ｌ¨０ Ｊ ｌ
Ｌ ｌ 日ｌｌｌ ｌ Ｌ １ ｌ ｌ ｌ Ｊ
ａ４ ４ ０
基准直径 × 宽 度 ２０ ０
定程长 度 ７２ ４（ 左） ７ ２ 右） ４（ ６ ９左） ９（ ７１ ８（ 右）
７６５左 ） １ ．（
中心高
ｘ３ ２
９ ５土Ｏ－ ７． ３
ａ２ ０×３ ０ ２
９ ５土０－ ７． ３
ａ３ ０ ８
￣１ ２土０．５×３ ９ ０ ５
０１ ８＋０．５×３ ９ ０ ５
５６ （ ８ ． 左） ５ ６０５右） ３． （
ａ ０ ４４ １一 ４ ． ２ Ｍ１ ×１ ５
８ ０土０－ ３
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ从图１ 工件简图可知，所需加工的１＿ ４ ． ４ Ｍ１ ×１ 螺纹孔，对中心孔 ４ ５ ４８
平）与 ４ ４８
（ 水
（ 上下）及凸台平面有位置度要求。故夹具定位原理应满足六点定
手动转 阀，使 定心液压缸 、锅底 四 液压缸和 角定位 液压缸依次工作 ，
FM6324立式加工中心工作台组件的ANSYS模态分析及优化_韩江
注 ：Ｋｎ、Ｋｔ 的 单 位 为 １０７ Ｎ／ｍ３，Ｃｎ、Ｃｔ 的 单 位 为 １０７ Ｎ·ｓ／ｍ３。
图 １ 三 维 装 配 模 型
表１中，１ 表 示 工 作 台 与 鞍 座 水 平 结 合 部；２ 表示工作台 与 鞍 座 竖 直 结 合 部；３ 表 示 鞍 座 与 底 座 水 平 结 合 部 ；４ 表 示 鞍 座 与 底 座 竖 直 结 合 部 。 ２．３ 有 限 元 模 型 的 建 立
ＡＮＳＹＳ ｍｏｄａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ ａｎｄ ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｆ ｗｏｒｋｉｎｇ ｔａｂｌｅ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｏｆ ＦＭ６３２４ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ｍａｃｈｉｎｉｎｇ Ｃｅｎｔｅｒ
ＨＡＮ Ｊｉａｎｇ１， ＨＵ Ｃｈｕｎ－ｙａｎｇ１， ＸＩＡ Ｌｉａｎ１， ＷＵ Ｂｉｎ１， ＺＨＯＵ Ｄｏｎｇ２
合 肥 工 业 大 学 学 报 （自 然 科 学 版 ）
第 ３５ 卷
合 部 的 动 态 特 性 参 数 ，以 此 为 基 础 进 行 了 装 配 体 的 模态分析及尺寸优化设计。
１ 机 床 结 合 部 参 数 识 别
当装配体受动 载 荷 作 用 时，装 配 体 中 的 结 合 部表现出既有弹 性 又 有 阻 尼 的 动 力 特 性，结 合 部 表 现 出 的 动 力 特 性 与 结 合 部 的 形 式 、功 能 、加 工 方 式 、加 工 质 量 、介 质 状 况 等 有 关 。 结 合 部 动 力 特 性 中的弹性可用等 效 弹 簧 代 替，阻 尼 可 用 等 效 阻 尼 代替，任何一个结 合 部 都 可 简 化 为 一 系 列 等 效 弹 簧和等效阻尼器构成的动力学模型 。 ［４］
汽车覆盖件模具工艺前期流程的优化设计策略分析
MANUFACTURING AND PROCESS | 制造与工艺时代汽车 汽车覆盖件模具工艺前期流程的优化设计策略分析刘勇重庆元创汽车整线集成有限公司 重庆市 401120摘 要： 在我国，汽车工业在国民经济的支柱产业中占有非常重要的位置，近年来，发展速度正在逐步提高。
但是，我国对汽车制造技术的发展水平有一定的限制，并且汽车的年产量仍然较低。
中国汽车工业的大发展至关重要。
汽车冲压件是汽车制造中非常重要的零件，例如车身，车架和车架，全部由钢冲压件制成。
车身面板是汽车冲压件的关键组件。
本文主要对汽车车身板件冲压生产工艺的发展进行具体的研究和分析，希望为相关人员提供具体的理论支持和实用参考材料。
关键词：车身 面板 冲压 生产工艺 开发 摘要冲压件的制造工艺水平和质量与汽车制造质量和制造成本密切相关。
冲压生产厂的生产过程及其技术在实际应用过程中有很高的要求，在实际生产中，经常需要计数过于繁琐以及需要相应工具的设备，且制造时间长。
如何利用一定的资金和先进的科学技术逐步降低现代冲压厂的制造成本，同时在一定程度上保证产品质量。
这个问题是所有企业家现在都应该关注的主题，工厂设计部门也需要进行一些关键研究。
因此，正确使用新材料，新工艺，扩展比例等是工厂设计部门的主要任务，以使技术水平有所提高，不断提高零件质量并实现合理的设计。
1 冲压工艺和产品的经济性分析目前我国汽车产品开发等方面具有在实际应用过程中开发相关卡车的能力，汽车产品开发处于开发的初期，并且仍处于开发阶段。
无论是哪种车身冲压件，在实际应用和开发过程中都必须具有良好的加工技能和经济效益。
冲压零件中的工序数量在测量冲压工序的水平方面起着非常重要的作用。
机体和介质中压力零件的处理数量与压力机数量，工具数量，输送设备数量，占地面积，人力和动能消耗密切相关。
因此，冲压工序的数目对冲压厂的投资规模及相关的制造成本有一定的影响我国汽车冲压零件的加工技术数目不是任意制定的，主要是冲压技术人员使用中压零件。
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4. 二阶加强凸台的优化
二阶凸台参数
在形式上，可以认为二级凸台是在一阶凸台的基础上设计的，在相同体积比下二阶凸台可以假设为 将一阶凸台右上角承受应力较小的部分补回凸台右下部而形成的，如图 6 所示。
DOI: 10.12677/ijm.2019.81003 29 力学研究
刘伟 等
t
h
rc
t/h=2
r t1
Figure 2. Model mesh of the 1/4 strengthen boss 图 2. 加强凸台 1/4 模型网格划分
Figure 3. Stress distribution of the 1/4 strengthen boss 图 3. 加强凸台 1/4 模型应力分布 DOI: 10.12677/ijm.2019.81003 27 力学研究
Optimization Design of Structure Parameters of the Strengthening Boss
Wei Liu1, Zheng Zhang1*, Yunxia Ling2, Rong Yi2, Aling Xu2
1 2
Beijing University of Aeronautics and Astronautics, BUAA, Beijing China Aviation Integrated Technology Research Institute, CAITRI, Beijing
3. 一阶凸台尺寸计算
对于圆形加强凸台来说，其开口削减材料体积计算式为：
V = πr 2 H
而加强凸台增加体积与开口削减体积之比为：
(1)
π ( r02 − r 2 ) ( H 0 − H ) r02 H 0 vV= = − 1 2 − 1 πr 2 H r H
(2)
其中 r0 为补强圆环的半径，r 为原开口的半径，H0 为补强位置的全板厚度，H 为原板厚度，该式表达了 补强部分与壁板缺失部分的体积比(重量比)。工程设计上 r0 均有一定的取值范围，补强有效影响区域为 r0/r = 1.41~2.24 范围内，超过此区域补强失效。
3.1. 一阶凸台尺寸的静力分析
International Journal of Mechanics Research 力学研究, 2019, 8(1), 25-31 Published Online March 2019 in Hans. /journal/ijm https:///10.12677/ijm.2019.81003
Keywords
Boss, Fatigue Life, Fundamental Structure Element, Optimal Design
加强凸台的结构参数优化设计
刘
1 2
伟1，张
铮1*，凌云霞2，伊
荣2，徐阿玲2
北京航空航天大学，北京 中国航空综合技术研究所，北京
收稿日期：2019年2月12日；录用日期：2019年2月26日；发布日期：2019年3月6日
静力分析类似，分别在不同固定体积比的情况下改变加强凸台的尺寸，设定疲劳载荷应力比 r = 0， 峰值与静载大小相同，使用基于 ANSYS 二次开发的损伤模拟程序得到一阶凸台的疲劳寿命，结果如图 5 所示。
Figure 5. Curve of the boss width-life (fixed reinforcement volume) 图 5. 加强凸台宽度—寿命曲线(固定补强体积)
刘伟 等
根据加强凸台的有限元分析结果(见图 3)可以发现，单向拉伸时结构会出现两处较大应力，一个是加 强凸台外侧底部圆角(如图 3 左图)，以下称为 A 区域；另一个是通孔内壁底部(如图 3 右图)，以下称为 B 区域。显然，加强凸台外侧的底边圆角越大，A 区域的最大应力就越小。通过计算发现，只要底面过渡 圆角较大，则 A 区域的最大应力小于 B 区域的最大应力。由于大过渡圆角有利于加工，因此，设计较大 过渡圆角具有良好的可行性，更重要的是，较大过渡圆角使得孔边(凸台内侧)应力最大(即 A 区域应力最 大)，从而简化设计过程。
2
(3)
根据此公式可以找到各补强体积下的最佳凸台尺寸，例如当凸台体积是圆孔(缺失)体积的 2~4 倍[1] (工程常用补强体积标准)时，使结构应力最小的凸台宽厚比为 2 倍左右。另外，若补强体积较大，此时凸 台最优宽厚比会有所变化，如补强 10 倍体积时，最佳宽厚比为 1.2。
3.2. 一阶凸台尺寸的疲劳分析
Open Access
Байду номын сангаас
1. 引言
飞机结构中含有各种类型的孔，如翼梁、翼肋及框腹板上的各种孔。由于孔边会出现应力集中， 不仅对结构的静强度设计产生重要影响，特别是在疲劳载荷作用下易产生裂纹，从而大大降低了飞机 结构的可靠性[1]。为了解决这个问题，目前工程上常采用的方式是进行孔边加强，如设置孔边加强凸 台。 现阶段凸台结构的疲劳寿命分析还很少， 其中周松官等人通过有限元软件 Patran 和 Nastran 分析了机 加凸台和单侧加强板补强开孔矩形板受面内剪切载荷时的稳定性[2]；郑参谋等人采用遗传算法对孔边凸 台结构进行基于损伤容限设计思想的优化设计，研究了等重量情况下孔边凸台结构的最优寿命及对应的 最佳凸台结构宽厚比[3]，继而杜玉梅等人对单边凸台和双边凸台进行了结构断裂品质的对比[4]。多数学 者致力于通过凸台强度和稳定性研究凸台的优化设计， 本文通过进一步研究补强体积变化对寿命的影响， 并讨论等补强体积下一二阶凸台的应力关系。 本文借鉴前述学者研究成果[5] [6]，基于损伤力学方法，将静强度和疲劳寿命进行综合分析，通过静 态强度对凸台结构中内外侧的最大应力进行对比分析，通过损伤计算分析凸台尺寸对疲劳寿命的影响。 建立了以补强体积为衡量标准的凸台设计优化原则，并提出了在一定范围内固定补强体积下凸台的优化 尺寸，为工程应用提供参考。
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Received: Feb. 12 , 2019; accepted: Feb. 26 , 2019; published: Mar. 6 , 2019
Abstract
The boss is a common shape of reinforcement for holes. Based on finite element modeling, this paper established the design principles and procedure for bosses through three fundamental structure elements, i.e. height, width, and transitional fillet radius. The influence of these elements on static strength and fatigue life of the boss was discussed and illustrated. Further, this paper also discussed the design of two-order bosses following the design of general boss above, combined with engineering requirements. The study in this paper is beneficial for engineering, and the demonstration shows optimization of the design which provides the meaningful reference and guidance for design of the hole-side boss structures.
分别在不同固定体积比的情况下改变加强凸台的尺寸得到静力加载下最大应力的变化曲线，如图 4 所示，图中曲线从上至下，补强体积依次为缺口的 2、4、6、8、10 倍。
Figure 4. Curve of the boss width, the maximum stress (fixed reinforcement volume) 图 4. 加强凸台宽度—最大应力曲线(固定补强体积)
DOI: 10.12677/ijm.2019.81003 26 力学研究
刘伟 等
Figure 1. Diagram of the 1/4 strengthen boss 图 1. 加强凸台 1/4 模型示意图
2.2. 有限元模型应力分布
根据图 1 的模型示意图，使用 ANSYS 18.0 建立加强凸台的有限元模型，如图 2 所示，施加均布拉 应力(方向参看图 3)，对模型进行应力计算和分析，应力分布如图 3 所示。
刘伟 等
阶加强凸台结构尺寸对结构静强度和疲劳寿命的影响。通过有限元模型分析，本文以凸台高度、厚度和 底部过渡圆角为结构要素，建立了凸台优化设计的方式和原则；在此基础上，结合工程实际，本文给出 了二阶凸台设计的方式和原则，且适合于多阶凸台设计。本文的研究结果为孔边加强凸台的结构设计提 供了参考和指导，所得结果具有良好的工程参考价值。
由图 4 可以看出，每个体积比下都有一个应力极小值，即对应最优凸台尺寸。将上述各最优取值点
DOI: 10.12677/ijm.2019.81003 28 力学研究
刘伟 等
拟合，可得如下拟合方程：
a v v = p1 + p2 + p3 r V V
其中 p1 = −0.00464，p2 = 0.113，p3 = 0.536。
与静力分析相对应，将最优取值点连接并进行拟合分析，寻找最佳的抗疲劳设计尺寸，可以发现拟 合结果是一条直线且方程为：
= a r 0.100 v V + 0.500
(4)
对比式(3)和式(4)可知，在补强体积比为 2~4 的情况下，疲劳分析的结果与静力分析是基本一致的， 综上所述，在进行加强凸台尺寸设计时，可以根据上述的线性拟合公式进行设计计算。