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結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計屬于CAE技術，將力學理論、數(shù)學優(yōu)化算法、計算機技術進行有機結(jié)合，為工程師設計人員提供了一種實現(xiàn)結(jié)構(gòu)強度分析和優(yōu)化設計的手段，以便從眾多的可行性設計方案中找出盡可能完善或者最好的設計方案。
由橋殼自身的結(jié)構(gòu)特點及其等效應力應變云圖，設計變量選取橋殼的厚度rear axle thickness和橋殼中間圓的直徑centre-circle R。分析表中的結(jié)果，優(yōu)化設計的目標選取為緊急制動工況時的最大等效應力、最大應變及其自身的質(zhì)量。
在Workbench優(yōu)化設計模塊中，點擊選擇P1和P2，然后在properties of outline中設置上下限邊界，橋殼厚度約束范圍為12-16，中間圓直徑約束范圍為200-218，系統(tǒng)會自動生成17個設計點，并計算每個設計點對應的等效應力、應變和質(zhì)量的數(shù)值。在優(yōu)化結(jié)果中，首先是幾何結(jié)構(gòu)參數(shù)與目標函數(shù)的響應圖。
由上述響應圖可知，每個點對應一個橋殼厚度值、中間圓直徑值和一個相關的響應參數(shù)值(緊急制動工況下最大等效應力值、應變值或者橋殼質(zhì)量)，從響應圖的靈敏度來看，橋殼厚度對等效應力、應變、質(zhì)量的影響大于中間圓直徑對其影響，局部靈敏度直方圖也很容易看出。通過設置目標函數(shù)的相關要求可以得到一組最優(yōu)方案。進入Workbench中的Optimization，進行目標函數(shù)的設置，在橋殼優(yōu)化設計中，盡量要求質(zhì)量輕，即質(zhì)量要小于優(yōu)化前的數(shù)值，同時要求其等效應力和應變不要超過其許用應力、許用應變。設置完成后，更新優(yōu)化設計結(jié)果，將最終得到基于目標函數(shù)設置的3組候選設計列表。
由優(yōu)化設計結(jié)果可知，基于車橋的裝配關系，盡量少地改變中間圓的直徑，因此最終選取Candidate B方案，即將橋殼厚度改為13.45mm，中間圓直徑改為206.09mm，把B方案設置為當前結(jié)構(gòu)模型，從而得到優(yōu)化后的等效應力、應變和質(zhì)量數(shù)值。優(yōu)化設計前后設計變量、目標函數(shù)等參數(shù)的數(shù)值對比如表所示。對比上述參數(shù)可知，優(yōu)化后橋殼質(zhì)量為0.12008t、最大等效應力為247.67MPa、應變?yōu)?.0916mm。橋殼質(zhì)量減少了2.89kg，緊急制動工況下最大等效應力相對而言也有微弱減小，應變幾乎沒有變化�？梢姡敬蝺�(yōu)化設計具有實際意義，實現(xiàn)橋殼輕量化設計，提高橋殼開發(fā)周期。
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