为了对后装式压缩垃圾车翻转机构进行轻量化设计,首先对翻转机构进行研究,基于Adams建立挂桶机构的虚拟样机,通过仿真得出油缸驱动力与时间的关系曲线,建立挂桶机构转臂的有限元模型并以虚拟样机仿真结果为依据施加载荷,将分析结果与试验台实验结果对比,验证所建有限元模型及载荷施加的正确性。基于HyperMesh的OptiStruct求解器及HyperStudy,对转臂进行基于变密度法的拓扑优化和基于全局响应面法的形状优化,对翻转机构转臂进行轻量化设计,与原始结构对比得出此优化方法具有较大的减重效果,对翻转机构的轻量化研究具有一定的工程意义。

以剪叉式升降台为研究对象,基于HyperMesh软件对其进行静态分析,对升降台的剪叉进行尺寸和结构优化。首先,确定剪叉截面的长、宽及型材厚度,连接轴和液压支杆的厚度为设计变量,以剪叉质量为优化目标,基于响应面法建立剪叉尺寸和结构优化设计代理模型;然后,采用拉丁超立方法进行实验设计、近似响应面拟合,采用遗传算法(GA)对剪叉进行了优化。结果表明,剪叉装置整体减重0.037 t,最大应力降低了26.187 MPa,最大变形减小了3.369 mm。在实现轻量化的同时,减小了剪叉式升降台中剪叉装置的工作压力及变形量,为剪叉式升降台的优化设计提供了参考。

作为衡量薄壁类曲面构件结构性能的关键指标,结构的稳定性又受到其上孔洞特征的严重影响。针对带椭圆孔柱壳这一特定研究对象,采用参数映射的方法研究了不同长径比、径厚比以及椭圆孔位置对受轴向压力的圆柱壳屈曲失效载荷的影响,并通过与文献中实验结果的对比验证了其有效性。在此基础上,建立了以椭圆参数为设计变量,壳体屈曲失效载荷最大化为设计目标的开椭圆孔柱壳的优化设计模型。最后通过数值算例验证了形状优化设计技术对开孔薄壁壳体抗失稳能力的显著提高作用。

用各向异性模型定义NURBS曲线的变形能,基于所提出的变形能模型,用有限元法对NURBS曲线表达的设计边界进行模态计算,然后,将设计边界用模态向量的线性组合参数化表示.将这种基于边界特征向量的几何形状表示方法应用于优化参数定义,提出了一种适用于结构形状优化的自适应几何精化方法,它有效地将p型有限元分析、优化方法和设计边界的形状表达集成在一起.

根据压电方程和材料力学方程推导出机电耦合情况下压电元件表面电荷计算公式，以此为优化目标，对压电分流阻尼抑振系统中的压电元件形状和位置／布局进行了优化分析。在考虑了压电元件附加质量和附加刚度的影响下，采用ANASYS的APDL语言对四边固支弹性薄铝板进行参数化建模，根据压电元件的模态应变来计算电荷数量。使用拓扑优化方法得到对应于各阶模态的压电元件最优形状，并针对采用单片和多片压电元件的情况，进行了对应于结构各阶振型的布局优化。根据分析结果，提出了压电分流阻尼系统的压电元件形状和位置／布局优化的基本原则。将分析结果应用于一四边固支薄板的振动响应抑制实验，取得了良好的抑振效果，分流电路闭合后第1阶和第5阶模态响应的幅值分别降低了52．9％与62．6％，验证了压电元件形状和位置／布局优化...

本文基于HyperStudy、Fluent软件联合仿真求解某排气管道系统内流场问题，并进行了D0E分析、灵敏度分析和形状优化分析。

本文从形状优化的数学模型着手，分析了形状算法的两种基本模型，编制了网格自动重划分程序及优化算法原理的框图，提出了一种伴随变量法与直接法相结合的敏度分析的混合方法。采用该方法将提高敏度分析的效率，解决三维形状优化机时过多的一大困难。

为改善刹车制动系统的动态特性。依据动力学原理推导盘式刹车片的固有频率解析式,运用OptiStruct对不同材料属性的盘式刹车片进行模态分析并验证理论解析的正确性,确定制动系统中最佳的材料。基于HyperMorph对盘式制动盘进行预变形定义并作为形状优化的设计变量,通过OptiStruct优化求解器计算盘式制动盘的最佳结构形状和设计变量灵敏度。它大大提高了盘式制动盘的低阶固有频率且灵敏度分析可给出优化过程中对优化结果影响最大的设计变量并进行针对性的改进。该方法对提高刹车制动系统的性能、降低制动噪音和减小振动有着非常重要的意义。

针对摩擦热效应等因素引起汽车刹车制动器性能不足的问题,依据动力学原理的固有频率理论,首先运用OptiStruct仿真软件对不同材料属性的盘式刹车片进行模态分析,其次是基于Hyper Morph对制动盘进行预变形定义并以此作为形状优化的设计变量,通过OptiStruct优化求解器计算出盘式制动盘的最佳结构形状,最后对设计变量灵敏度进行分析,给出对优化结果影响最大的设计变量并进行了针对性的改进。设计方法对提高刹车制动系统的性能、降低制动噪音和减小振动有着重要意义。