基于傳遞功率流目標的復(fù)雜車架結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、隨著現(xiàn)代工業(yè)設(shè)備不斷向著高速、輕質(zhì)、低能耗和高性能的方向發(fā)展，以及人們對于環(huán)境舒適性要求的提高，車輛的振動與噪聲已成為一個熱點問題。車架是聯(lián)接駕駛室、發(fā)動機、變速箱、傳動系統(tǒng)等各重要部件的承載基體，車架的結(jié)構(gòu)設(shè)計不僅關(guān)系到車輛的工作可靠性，對車輛的振動特性也有關(guān)鍵性的影響。本文以某型推土機的駕駛室減振降噪問題為背景，探討了從振動能量傳遞角度、以振動功率流為目標函數(shù)的車架結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計問題，研究了車架的拓撲結(jié)構(gòu)及其上面安裝零部件的位置等對駕

2、駛室隔振效果的影響，以及通過對車架拓撲結(jié)構(gòu)的合理優(yōu)化來改善整車結(jié)構(gòu)的動態(tài)特性并提高工程車輛的性能與舒適性。
　　 首先，建立了車架—駕駛室復(fù)雜系統(tǒng)的動力學(xué)模型，根據(jù)導(dǎo)納分析原理和四端參數(shù)法推導(dǎo)了振源激振力和駕駛室在各支承輸出激振力的傳遞關(guān)系，建立起從激振力到輸出功率流的系統(tǒng)動力傳遞矩陣，進而得到輸出功率流的計算公式，并對建立的車架—駕駛室的理論模型進行驗證，得到車架結(jié)構(gòu)的振級落差曲線，證明理論模型建立的正確性。
　　 其

3、次，在ANSYS中建立車架—駕駛室復(fù)雜系統(tǒng)的三維有限元模型，對其進行動特性分析，得到了車架的固有頻率，并對其振動特性進行了分析，為推土機結(jié)構(gòu)零部件設(shè)計提供了幾種新的優(yōu)化設(shè)計策略方案。根據(jù)諧響應(yīng)數(shù)據(jù)計算出復(fù)雜結(jié)構(gòu)導(dǎo)納矩陣中的各元素，并將其組裝成矩陣，為傳遞功率流的計算以及系統(tǒng)減振設(shè)計的評價奠定基礎(chǔ)。
　　 最后，探討了基于傳遞功率流目標的車架結(jié)構(gòu)拓撲優(yōu)化問題:其一是在基于HyperWorks軟件的車架拓撲優(yōu)化設(shè)計中，同時考慮這種優(yōu)