卡車板簧支架拓撲優(yōu)化設(shè)計
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圖1 拓撲空間和非拓撲空間
圖2為61次迭代后最終的拓撲結(jié)果,導(dǎo)出IGS格式模型，為板簧支架設(shè)計提供參考。
圖2 拓撲結(jié)果
圖3為根據(jù)拓撲結(jié)果的指導(dǎo)和參照現(xiàn)有的板簧支架，在CATIA中建立的前板簧后支架。
圖3 設(shè)計模型
2.1 設(shè)計模型靜強度分析
為了驗證該設(shè)計模型的強度，在HyperWorks軟件的RAIOSS模板下，對本支架進行了靜強度分析，結(jié)果如圖4所示。通常由于用Rigid單元模型的螺栓連接方式，剛度過大，螺栓孔周圍的應(yīng)力可以忽略[2]，本結(jié)構(gòu)支架的最大應(yīng)力為 145.47MPa。靜強度用屈服極限310MPa進行校核，安全系數(shù)為2.13,靜強度滿足設(shè)計和使用要求。
圖4 靜強度分析結(jié)果
本論文在HyperWorks的RADIOSS模板下，根據(jù)支架實際使用狀態(tài)，在靜力計算的基礎(chǔ)上選取正弦交變載荷對本設(shè)計支架進行了疲勞強度和壽命分析，結(jié)果如圖5和圖6所示。存活率要求99.9%的情況下，安全系數(shù)需達到1.32[3]。本結(jié)構(gòu)的最小疲勞安全系數(shù)為1.56，最小疲勞壽命為1.0×1011次(設(shè)計要求1.0×106次）,滿足設(shè)計要求(不考慮螺栓孔周圍的應(yīng)力)。
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