一、MathCAD在机械原理设计及优化中的应用（论文文献综述）
王朝华[1]（2021）在《铝合金轮毂结构轻量化设计关键技术研究》文中指出轮毂,作为汽车行驶过程中的关键承载结构,其轻量化程度和力学性能的优劣直接影响到汽车的平稳性、安全性、制动性和经济性。为了满足轮毂的市场需求和使用性能,节约成本,提高产品竞争力,轻量化轮毂成为行业的发展目标。然而,轮毂结构特征复杂,不同区域（包括轮辋、轮辐、轮缘）承受的载荷类型不同,功能、工艺约束进一步增加了其轻量化设计的难度,导致目前轮毂的设计与优化主要采用工程经验进行试错研究,需要耗费大量的时间和经济成本,其轻量化设计相关理论和方法仍有待补充与完善。本文以突破超轻、高性能、耐疲劳轮毂结构设计过程中存在的技术瓶颈难题为目标,开展轮辋截面形状优化、轮辋筋板布局设计、轮辐拓扑结构优化等关键问题研究,为轮辋、轮辐的结构设计与优化提供理论与技术支撑。主要研究工作包括:（1）分析铝合金轮毂的结构特征及加工工艺,研究各试验工况下轮毂的主要承载区域及类型,基于TRIZ理论研究轮毂轻量化设计过程中存在的主要技术矛盾,给出解决这些技术矛盾可行的发明原理,制定轮毂的结构轻量化方案,为轮毂的轻量化设计提供依据。（2）提出基于传力路径分析的轮辋截面形状优化方法,研究轮辋截面载荷传递规律显式表达方法,制定结构传力性能评价策略,揭示轮辋截面传力性能,给出轮辋截面形状优化建议及尺寸确定方法,开展仿真分析及轮毂静压、径向冲击试验,验证轮辋截面形状优化效果,为轮辋的截面形状设计与优化提供了理论依据。（3）提出“轮辋面+筋板”的轮辋轻量化设计方案,研究轮辋面最小壁厚,给出轮辋筋板布局设计需求及仿生设计思路,选择蜂窝结构、叶脉分枝结构作为仿生原型对轮辋筋板进行布局仿生设计,得到类蜂窝轮辋、类分枝轮辋以及混合仿生轮辋三套设计方案,并验证其力学性能及轻量化效果。（4）研究轮辐数量对轮毂铸造工艺及力学性能的影响规律,给出轮辐数量的选用建议,分析轮辐多工况多位置承载情况及拓扑优化层次结构,构建轮毂多试验工况综合评价函数来表征轮辐的旋转特性,建立轮辐多工况联合拓扑优化数学模型,开展轮辐的拓扑结构优化研究。（5）建立轻量化铝合金轮毂三维模型,仿真分析验证其力学性能,给出轮毂疲劳寿命预测思路,研究轮毂零件SN曲线拟合及平均应力修正方法,构建考虑轮毂旋转特性的疲劳寿命预测模型,开展疲劳试验验证预测模型的科学性,并对轻量化轮毂的疲劳寿命进行分析。
刘骥[2]（2020）在《考虑旋转效应的梁式结构动力拓扑优化方法》文中研究表明直升机旋翼、风力发电机叶片以及涡轮叶片等常见工程部件均为典型的旋转梁结构,其动力学性能提升设计研究是学者和工程师关注的热点。与非旋转结构相比,旋转运动会使梁结构产生离心强化效应以及陀螺效应等旋转效应,因此具有不同于非旋转结构的动力学特性。另外,许多工程实际中的旋转梁为非均质（复合材料）、薄壁结构,横截面翘曲变形明显,对梁截面性能具有重要影响。因此,考虑旋转梁结构的旋转效应和横截面翘曲变形,采用合理的分析模型建立有效的结构设计方法,提高旋转梁的动力特性,具有重要的理论和工程意义。本文以旋转梁的截面构型、质量分布、轴向形状以及复合材料纤维方向为优化对象,研究建立考虑旋转效应和横截面翘曲变形的梁式结构动力学拓扑优化设计理论和方法。包括:研究考虑翘曲变形的梁截面特性与横截面拓扑构型间的依赖关系,建立考虑旋转效应的旋转梁结构动力方程,研究建立以基频最大和特定阶数频带最大为目标的旋转梁结构截面拓扑优化模型;研究基于截面构型与轴向特征协同设计的旋转梁动力性能提升方法,建立横截面拓扑与集中质量块的位置协同设计、变截面梁横截面拓扑与轴向形状协同设计的优化方法;研究复合材料旋转梁结构动力拓扑优化方法,建立横截面拓扑和材料铺层方式的协同优化模型,以通过结构和材料协同,获得更优动力性能的设计。具体内容和成果如下:1.考虑旋转效应的梁式结构截面拓扑优化模型。首先基于Giavotto梁理论建立考虑翘曲变形的截面拓扑与截面特性之间的映射关系,推导考虑离心强化效应和陀螺效应的旋转梁结构动力学控制方程。以此为基础,研究建立以基频最大或者特定阶数频带最大为目标的旋转梁结构截面拓扑优化模型。由于动力控制方程中陀螺项的存在,旋转梁结构的特征值为复数。本文针对处于稳定状态（即复特征值的实部为0）下的旋转梁进行分析和优化,在复数空间下推导目标函数对设计变量的敏度。数值算例给出不同旋转角速度下的最优截面拓扑,显示转速对旋转梁最优截面具有重要影响,验证旋转梁优化中考虑旋转效应的必要性。2.考虑集中质量的旋转梁结构的质量块空间分布和截面拓扑协同优化设计。刚度和质量是影响结构动力学性能的两大重要因素,通过合理布置集中质量块,实现结构的刚度和质量的协同优化,可有效提升考虑集中质量的旋转梁结构动力学性能。采用狄拉克δ函数将集中质量块引入旋转梁动力学控制方程,提出集中质量位置分布参数化描述方法,建立质量块位置最优布局和梁截面拓扑协同优化模型。针对集中质量块位置固定、大小可变的设计实例,协同设计结果显示,不同转速下不同大小的质量块对应的横截面最优拓扑不同,集中质量大小对旋转梁的最优截面拓扑具有重要影响;针对固定质量但位置可调的旋转梁结构设计,设计结果表明,通过协同优化集中质量的位置分布和截面构型,可以有效提升结构的动力性能。3.变截面旋转梁的轴向形状和截面拓扑协同优化设计。采用变截面设计,对梁截面拓扑优化设计的同时,合理地设计梁轴向形状,可进一步提升结构性能。截面拓扑与轴向形状协同优化需对所有截面计算考虑翘曲影响的截面特性,计算量较大。为此,针对具有相似几何截面构型的变截面旋转梁,给出计算截面特性的映射方法。推导了截面特性与截面尺寸的显式映射关系,只需详细分析参考截面的特性,可根据映射方法,采用截面形状描述参数解析地获得任意尺寸的截面特性。在此基础上,采用单元伪密度描述截面拓扑、采用截面尺寸比例关系描述轴向形状,建立变截面旋转梁轴向形状和截面拓扑协同优化设计模型,并且给出快速计算目标函数关于两类设计变量敏度的求解方法。数值算例证实该方法的有效性和高效性。4.复合材料旋转梁截面拓扑和纤维铺层协同优化设计。将旋转梁的截面动力优化方法应用到复合材料旋转梁中,实现截面构型和纤维铺层方向一体化设计。相对于单材料优化设计,复合材料优化面临材料性质复杂、设计变量多等问题,因此本文基于离散材料优化方法建立复合材料旋转梁的截面构型和纤维铺层方向协同优化模型。数值算例显示,不同转速下的复合材料旋转梁具有不同的截面拓扑和纤维铺层方向,通过截面拓扑及纤维铺层方向进行一体化优化设计,可有效提升旋转梁结构动力学性能。
苏海亮[3]（2020）在《不确定条件下可靠性方法研究及其在汽车结构设计中的应用》文中提出随着工业技术发展、结构日趋复杂化,汽车结构可靠性与安全性问题,在工程结构设计中越来越占有重要地位。由于实际工程结构承载的环境极其恶劣,各种不确定性普遍存在于设计参数中,使得结构频繁出现故障,引起灾难性事故,良好的可靠性设计能够避免这些事故的发生,保障结构设计应有的性能特征。结构可靠性分析及优化设计是基于不确定变量下以结构可靠性作为目标函数或约束条件,求解最优设计变量的方法。该方法比传统的结构设计方法能够获得更好的结构特性与经济效益,具有重要研究价值与工程意义。高昂的仿真计算成本使得精确且有效的可靠性分析与设计优化成为迫切需要解决的问题,特别对存在多维变量且非线性的情况下,进行可靠性研究仍然存在效率与精度上的不足。本文对结构可靠性分析及其优化设计方法以及拓扑优化进行了系统研究,提出了基于数据驱动的汽车可靠性设计流程框架、基于改进下山单纯形算法插值响应面算法的结构系统概率可靠性分析模型、基于局部有效性约束下的近似模型可靠性优化设计方法、基于Chebyshev多项式的非概率可靠性拓扑优化模型、基于概率-非概率混合变量的可靠性优化设计模型在汽车结构中的应用。主要研究内容及结论如下:1)针对汽车结构被动安全系统缺乏可靠性设计问题,提出了基于数据驱动的汽车结构参数不确定性可靠性优化设计流程。基于当前结构系统可靠性理论知识,分析了不确定性概率模型、非概率模型的基本理论,梳理了随机性、区间性运算基本规则。为了结合汽车实际工程应用,给出了可靠度分析方法、可靠性优化设计方法以及结合有限元运算的代理模型可靠性优化设计算法,并通过描述总结了当前可靠性分析及优化设计存在的缺陷,引入了汽车结构考虑不确定性的分析方法与优化设计流程,并对所提的设计流程进行了深入探讨与分析,为实际工程提供一种可靠性设计流程框架。2)提出了结合自适应移动实验点策略和响应面法（RSM）的混合方法,使用下山单纯形算法描述一种新的响应面法用于高效地评估结构可靠度。由于计算效率较高,响应面法已被广泛用于结构可靠性分析中。然而,由初始实验点组成的响应面函数很少能够完全适合极限状态函数,从而导致了不正确的设计点。对于高度非线性的极限状态函数,由于可靠性失效概率的近似精度主要取决于设计点,致使传统RSM评估可靠性出现误差。基于效率与精度之间的平衡问题,本文提出了改进策略。其原理主要是通过改变基本下山单纯形算法的搜索策略,并将改进的下山单纯形算法所具有的直接搜索优势与响应面可靠性分析机制相结合,重建了RSM近似模型。通过实例分析表明,对于修改的RSM全局优化算法具有良好的收敛能力与高计算精度。3)针对近似模型在结构可靠性优化设计中存在精度问题,提出了基于代理模型的局部有效约束可靠性优化设计方法。代理模型方法由于低成本的计算过程已广泛用于考虑不确定条件下的结构可靠性优化设计中,该方法的主要局限性在于难以量化由代理模型近似引起的误差,导致可靠性评估的优化结果不准确。通过分析输出响应存在不确定性的根源问题,以提升工程中不确定性性能为目标,识别重要性区域与可行性区域,引入局部高效性思想,用以解决可靠性优化设计问题。为了提高算法的效率,在搜索迭代过程引入约束有效性,避免概率约束出现无效时在设计优化进程中重复调用。最终以汽车实例论证表明,所提方法能够有效的解决工程应用问题。4)针对结构拓扑优化设计变量存在的不确定性,基于多椭球凸模型的非概率可靠性量化结构参数的变化,提出了存在不确定但有界的参数连续体结构拓扑优化设计方法。考虑材料特性以及载荷大小均为不确定性条件下,应用区间Chebyshev零点多项式逼近归一化随机变量的真实极限状态函数,并利用单环可靠性算法计算相应目标可靠性指标下的最佳设计点值,从而使得非概率可靠性优化问题可以转化为确定性优化问题。算例优化结果表明,与确定性的结构拓扑优化设计比较,考虑变量具有随机性的可靠性拓扑优化能够获得更加可靠的拓扑结构。5)针对汽车结构碰撞安全系统的轻量化设计问题,提出了基于考虑随机-非概率混合变量条件下的汽车碰撞安全-轻量化可靠性优化设计方法。不确定性参数普遍存在于汽车结构设计中,汽车结构的碰撞安全性、可靠性是汽车安全设计的重要环节之一,因此,考虑不确定性的结构设计是汽车性能设计研究的必然性。当变量存在部分可知分布特征与部分不完全可知信息时,此时有必要考虑混合变量模式的不确定性模型。通过Chebyshev采样分布,引入均匀性采样优化样本点。在对高度非线性的汽车碰撞进行仿真模型分析基础上,以车身重要零部件为研究对象进行轻量化设计,获取可靠性约束下碰撞安全性能良好的优化设计方案。最终结果表明,优化后的关键零部件总质量减轻了13.44%,并且可靠性约束也满足了给定的可靠度指标,实现了碰撞安全可靠性与结构轻量化均衡设计。
王晟[4]（2019）在《电驱动桥商用汽车悬架系统振动特性及优化研究》文中研究表明近年来,限于环保压力及能源短缺等问题,电动汽车成为汽车行业发展的一个主流方向。商用电动汽车里,电驱动桥汽车因具备集成度高、适用车型广而成为了商用汽车一种发展趋势。但是,该类型汽车将动力传动总成集成至驱动桥内,这种改型设计会产生车辆质量分布变化与电机不平衡磁拉力激励两个对车辆悬架系统NVH有所影响的问题。鉴于此,本论文以某电驱动桥商用汽车悬架系统为研究对象,分析路面激励与电机激励下悬架及车身结构的振动特性,研究悬架及车辆不确定性参数下的优化。研究内容包括:建立电驱动桥商用汽车悬架系统动力学模型,并对其振动特性进行研究。悬架动力学建模中考虑悬架系统非线性元件以准确模拟真实的悬架模型。提出等效分段线性化的改进增量平衡谐波法用以求解上述非线性悬架系统振动问题。研究波形路面下电动汽车改型前后悬架及车身系统振动特性,研究表明动力传动总成置换引起电动汽车的后车轮动载荷有所提高,影响了车辆安全性能,而对车身垂向加速度影响不大。研究随机路面激励下电驱动桥商用汽车悬架系统振动特性。首先,提出改进的增量平衡谐波法结合小区间积分法的方法用以求取随机激励下悬架及车身系统振动响应量的功率谱密度,并与Runge-Kutta法进行对比验证,其误差在10%范围内,但计算效率提升了380%。其次,建立考虑座椅刚度及阻尼的五自由度悬架半车动力学模型,研究随机路面激励下电动汽车垂向振动特性。最后,对主要的车身质量参数及悬架参数进行灵敏度分析,结果表明车辆质量参数对车辆舒适性及安全性影响较大,在后续的悬架设计及优化分析中应综合考虑载重量等质量因素与悬架系统刚度阻尼匹配关系。研究电机激励下电驱动桥结构振动特性。探讨永磁同步电机电磁激励特性,针对电机在电驱动桥中的运行情况,揭示转子偏心情况对电机不平衡磁拉力特性的影响规律。其次,采用基于Ansoft+ANSYS多物理场耦合方法,研究上述电机激励作用下电机壳体及后桥结构的振动特性。最后,进行相应的电驱动桥台架试验,试验验证了电机动偏心情况的存在,在电机转速为1650rpm时观察到后桥壳体处振动频谱图中转频27.5Hz、两倍电频率220Hz等处的振动峰值。研究电机激励与路面激励作用下电驱动桥汽车振动特性。首先,研究电机激励通过悬架系统传至车身结构的振动特性。其次,探讨电机转子动偏心率的不确定性对车身振动影响规律。然后,考虑电机激励和路面激励的频率特性,分析其共同作用下的车身振动特性。结果表明,与轮毂电机电动车类似,电驱动桥减速器减速比ig对电动汽车舒适性及安全性有一定的影响,在ig为5.0、A级路面下电机激励对车身重心处垂向加速度均方根值恶化程度达10.7%,而较大的ig（ig>8）能基本消除电机激励对上述车辆性能的影响。最后,给出该电驱动桥商用汽车路试结果并与之前的分析进行对比验证。研究电动汽车悬架系统优化问题。提出基于四阶矩多项式变换结合广义多项式混沌方法的可靠度指数计算方法,相比于其他方法该方法计算精度高、应用范围广且计算效率高,并采用响应面法对目标函数进行拟合以节省计算资源,拟合精度在1%内。应用上述可靠性优化方法研究电动汽车在确定装载量和不确定装载量下的悬架参数优化情况,结果表明装载量对悬架参数优化结果影响较大,可根据装载量的统计概率密度分布特性进行悬架参数的设计及优化。开展的工作对具有电驱动桥形式的商用电动汽车NVH性能研究具有一定的理论价值和工程实践意义,并可推广至其他类型的电动汽车中,同时研究结论可作为前置条件用于车身结构NVH研究中。
秦浩星[5]（2019）在《任意泊松比超材料及其船体减振设计理论与方法》文中提出《“中国制造2025”重点领域技术路线图》中,将船用新材料开发与船体轻量化设计技术作为高技术船舶开发的关键。随着国际新规范、新标准的制定,对船舶结构振动问题的要求越来越严苛,加之船舶大型化和柴油机高速大功率化,也使得船体结构振动问题日益突出。常规减振结构、减振方式及结构材料的研究发展至今已经难有大突破,但新设计理念、新型结构/材料的引入为船体结构减振设计提供了更大的提升空间。本文研究了任意泊松比超材料的设计理论与方法,以及新型超材料在船体结构轻量化及减振中的应用。首先,提出了任意泊松比超材料的“功能基元拓扑优化设计方法”（FETO方法）,研究了功能基元拓扑优化设计法的三类建模方法,给出四种拓扑优化模型的数学列式。其次,采用FETO法分别研究了负泊松比超材料轻量化设计问题、具有面内外承载特性的超材料优化设计问题。然后,对于多工况结构拓扑优化中“载荷病态、柔顺度目标函数非连续性”等问题进行了研究,提出折衷规划方法为超材料结构的动力学优化建模提供指导。基于机械阻抗概念和多工况问题折衷规划解法,给出具有指定减振性能的超材料设计方法。引入声子晶体结构,设计并研究声子晶体超材料基座的减振性能,揭示其减振机理,并用于船用基座的低频减振优化设计。最后,基于轻量化减振超材料的研究结果,设计新型减振超材料船用基座,并应用于机舱双层底结构的减振。本文主要研究内容如下:（1）引入结构拓扑优化理论,提出一种任意泊松比超材料设计的功能基元拓扑优化设计法（FETO方法）,并建立了三类超材料优化数学模型以满足不同设计需求。其中,以结构柔顺度最大为目标函数的数学优化模型适用于减振吸能设计,以结构柔顺度最小为目标函数的数学优化模型可提高超材料结构承载或抗变形性能,以质量最小化为目标函数的数学优化模型可实现超材料的轻量化。数值计算研究表明,本文提出的功能基元拓扑优化设计方法,适用于设计具有多种初始设计域形状、任意泊松比值的新型超材料。试验研究表明:功能基元泊松比值的设计值、数值仿真结果、试验数据三者间的结果相互吻合;通过设计单个功能基元的泊松比值可以实现超材料整体结构的指定宏观泊松比效应。此外,基于FETO方法设计并分析了具有最佳面内、面外结构刚度特性的任意泊松比超材料。（2）以轻量化作为优化目标,采用功能基元拓扑优化法设计了一系列的指定泊松比值的轻量化超材料,并研究泊松比值对超材料的静力学刚度、动力学减振性能影响,结果表明:随着泊松比绝对值的增加,减振性能逐渐提升;当正泊松比与负泊松比的绝对值相等时,正泊松比值超材料的减振性能更好。（3）建立了基于折衷规划方法的多工况结构拓扑优化模型,并通过算例分析了载荷比、工况权重系数对结构拓扑的影响,为解决多工况结构拓扑优化中存在的“柔顺度目标函数非连续性”及“载荷病态”现象提供了一种解决策略,且适用于存在类似难点的动力学结构拓扑优化问题。基于原点阻抗值概念,通过数值合成方法以描述各频率点对应的原点阻抗值,并将原点阻抗值作为优化目标函数,提出了一种减振超材料设计方法。频率响应分析结果表明:最大化机械阻抗为目标函数的功能基元拓扑优化设计,能够实现具有减振性能的超材料设计。对比传统蜂窝材料,新型设计的超材料在减振性能方面至少提升了12%。（4）基于负泊松比蜂窝超材料设计了一种船用减振超材料基座,并采用优化设计方法实现基座减振性能最大化。接着,引入声子晶体并基于局域共振机理解决船体结构低频振动问题,研究了声子晶体超材料基座的减振特性。建立简化动力学模型以分析声子晶体动力学参数对基座减振性能的影响规律,揭示声子晶体超材料基座的减振机理,建立了声子晶体超材料基座减振优化模型。上述研究结论表明:当声子晶体固有频率与蜂窝基座固有频率接近时,能够有效减小基座的共振响应峰值;通过优化声子晶体的固有频率,能抑制蜂窝基座的共振现象。（5）任意泊松比超材料的实船应用研究,以提高船体结构的“轻量化和减振”性能。对船体结构原设计方案进行动力学频响分析,并引入优化设计方法以降低振动响应。根据泊松比值对减振性能的影响规律,设计一种超材料减振基座降低船体结构的内、外板振动响应。
屈艳军[6]（2019）在《空间大口径反射镜拓扑优化设计及运动学支撑技术研究》文中研究说明随着空间光学系统对分辨率要求的不断提高,空间望远镜的口径也随之增大。大口径反射镜作为空间望远镜的重要组成部分,其位置精度和面形精度直接关系着光学系统的成像质量。反射镜口径的增大会导致望远镜系统质量的增加,同时反射镜在重力载荷和温度载荷作用下的变形也会增大。为降低发射成本并减小反射镜在重力载荷作用下的刚体位移和面形误差,就必须对反射镜进行轻量化设计。而经过轻量化设计的反射镜绝对刚度相较于初始镜体有所下降,其对支撑力的敏感性增加,因此为保证大口径反射镜具有良好的面形精度还必须设计合理的支撑结构。对反射镜进行高程度的轻量化设计,并实现高精度、高稳定性和高可靠性支撑,是空间大口径反射镜研究的重点和难点,具有十分重要的科学意义。本文依托某在研空间载荷项目中的Φ1.42m口径主反射镜,开展大口径反射镜拓扑优化设计及运动学支撑技术研究,主要研究内容如下:（1）在概括了空间大口径反射镜组件发展现状及设计方法的基础上,阐述了空间大口径反射镜被动支撑的设计思想和设计原则。并根据运动学支撑原理确定了以周边支撑结合背部支撑的复合支撑方式为本课题主反射镜的支撑方案。（2）本文提出了一种基于神经网络模型的反射镜轴向支撑位置优化方法。传统的反射镜轴向支撑位置主要通过经验公式或者有限元分析进行求解,采用传统方法无法有效的评价反射镜面形误差,且求解结果还有较大的优化空间。本文利用Isight集成分析结合神经网络近似模型建立了（37）1.4m372m口径反射镜结构参数、轴向支撑位置和镜面面形RMS值的全面映射关系,通过已知样本点对神经网络进行训练使网络具有预测功能,最终结合优化算法以最小化面形RMS值为目标函数,实现反射镜轴向最佳支撑位置的快速求解。（3）针对传统大口径反射镜轻量化方法的缺陷,本文提出了一种基于加强筋结构反射镜的拓扑优化方法,通过施加均一密度约束保证反射镜在不改变初始轻量化构型的基础上进一步提升轻量化率,同时采用这种拓扑优化方法还可以为反射镜背部加强筋的尺寸优化提供一种新的分类方法。为提高三维实体反射镜拓扑优化结果的可制造性,本文还提出一种平背形开放式反射镜的拓扑优化方法,在拓扑优化中加入了加工制造约束来控制拓扑结果的特征,保证反射镜能在成型过程中顺利脱模。（4）完成了大口径反射镜的运动学支撑结构设计。按照功能分配及指标分配结果,采用灵敏度分析结合参数优化对周边A-frame支撑进行结构设计;采用拓扑优化方法对背部whiffletree支撑中的刚性环节进行轻量化设计;采用柔度分析法对背部whiffletree支撑中的柔性环节进行结构设计。具体分析了各柔性环节中存在的寄生运动,并分别通过增加补偿模块和对称布置方法设计了一种无寄生运动的三角板柔节和横杠柔节,从而提高了反射镜在背部支撑下的位置精度和面形精度。（5）采用仿真分析结合试验验证考察反射镜组件的设计结果。通过仿真分析考察周边支撑和背部支撑的解耦效果,并提出一种等效温度法,通过模拟whiffletree支撑组件中存在的加工误差来考察背部柔性环节的自由度释放效果。结合反射镜在检测支撑和周边工作支撑下的面形检测结果,验证了本文反射镜组件设计结果满足光学指标要求,同时说明本文采用的反射镜支撑方案和相关设计方法具有可行性和有效性。
罗明生[7]（2019）在《激光喷丸成形固有应变建模理论及工艺规划方法》文中提出航空航天等领域大量使用复杂型面整体壁板。传统成形技术存在弯曲能力不足和成形精度控制困难等问题。激光喷丸成形采用高能短脉冲激光代替机械弹丸产生冷塑性变形,在未来航空航天领域高性能精确成形领域应用前景广阔。激光喷丸成形是无模弯曲成形,其成形精度和性能受到材料性能、工件几何结构、激光喷丸工艺等众多参数影响。由于激光喷丸成形工艺过程复杂,基于动态冲击建模方法效率低,难以建立基于动态冲击模型的复杂型面工艺规划。因此,寻找合适中间变量是建立高效工艺模型并实现复杂形状控制的关键。固有应变是基于静力学的高效建模方法,在激光喷丸成形变形预测具有显着优势。但是,模型准确性依赖于固有应变的反求结果,而且以固有应变为中间变量的工艺规划存在不适定性问题。针对复杂型面激光喷丸成形工艺参数规划问题,以理论分析、数值模型与工艺实验相结合的方式,深入在研究固有应变理论的基础上,提出固有应变联合反求方法,寻找适合的中间变量,建立基于分布式优化的工艺规划方法,实现激光喷丸成形高效变形预测与复杂型面工艺规划。主要内容与创新点如下:（1）激光喷丸成形固有应变高效建模方法针对激光喷丸成形高动态渐进成形工艺对高效模型的需求,从固体力学平衡方程和几何方程出发,推导固有应变控制方程以及虚功原理,实现了固有应变与变形关系的准确描述。以典型激光喷丸成形过程为例,通过多点搭接显式动力学模型获得热辅助激光喷成形固有应变,进而建立激光喷丸成形固有应变工艺模型,实现了复杂工艺条件下激光喷丸成形几何形状预测与机理分析。（2）基于冲击效应特征参量的固有应变联合反求方法针对激光喷丸成形固有应变反求问题,从固有应变数值模型出发,考虑变形测量的不完备性与数据冗余性,提出了以广义柔度矩阵描述特征点位移与固有应变关系;分析变形几何反求固有应变的不适定问题,提出了基于多特征参量的固有应变联合反求方法,结合微坑标定冲击压力的动态模型获得近似固有应变;进行了标准方板标定实验与基于微坑形貌冲击压力标定实验,实现了不同激光脉冲能量条件下固有应变的联合反求,并采用残余应力测量结果对固有应变进行了验证。（3）激光喷丸成形弯曲变形的固有矩理论提出采用固有矩作为描述激光喷丸成形弯曲作用的物理量,以板壳理论为基础,建立了固有矩控制方程与数值计算方法。从理论上阐述了固有矩与挠度变形之间的双射关系,建立了全覆盖条件下固有矩反求的解析方法,实现了不同能量不同厚度固有矩的确定。研究了轧制方向、喷丸面积等因素对激光喷丸成形固有矩的影响。研究表明,轧制方向对该方向固有矩有抑制作用,而喷丸面积对固有矩影响较小,固有矩模型能够准确预测不同喷丸面积条件下的变形。（4）基于分布式固有矩的复杂型面工艺规划针对复杂型面激光喷丸成形变形控制问题,以固有矩为中间变量,分,采用偏微分方程约束的优化模型,建立基于分布式优化的激光喷丸成形工艺规划方法。分析了优化模型最优性条件,并通过离散方法将原问题转化为二次规划问题并通过内点算法实现高效求解。通过Tikhonov稳定因子以及约束的控制解决算法棋盘格效应。以马鞍面、柱面典型曲面为例,优化获得分布式固有矩,分析了精度约束、网格对结果影响,并通过激光喷丸成形实验验证。
徐梦实[8]（2019）在《门式防冲支架轻量化研究》文中指出在冲击地压矿井中,随着开采深度的不断加深,冲击地压在巷道中发生频繁,对巷道造成巨大的破坏。ZHD4150门式防冲支架在巷道支护中抵抗冲击地压取得了显着的效果,但由于支架自身质量较大,在后架前移过程中存在不利于拆卸和搬运的缺点。本文对ZHD4150门式防冲支架进行结构优化与轻量化的分析研究。确定门式防冲支架的基结构,并对基结构进行分析,通过比较不同优化方法的优缺点,选择拓扑优化法对顶梁进行优化设计。介绍了拓扑优化基本原理与实际工程中几种常用方法,基于拓扑优化的变密度法建立了数学模型。建立顶梁有限元模型,利用ANSYS Workbench中topology模块进行了顶梁的拓扑优化;根据拓扑优化结果,参考其他支架的设计标准,完成了支架顶梁的整体设计。通过对优化后顶梁的强度、刚度校核,保证优化后顶梁的可靠性。分析底座承受底鼓的薄弱环节,运用triz发明创新理论对支架底座的整体结构重新设计。将底座设计为由销轴连接的五个部件,改变力在底座内部的传递位置,使结构受力更加合理。将优化后底座的主要受力构件厚度作为设计变量,通过DOE试验优化设计,利用克里金插值法生成响应曲面,确定主要受力构件的具体厚度。计算优化后门式防冲支架在预应力情况下前六阶模态的固有频率与振型,对支架进行水平面矿震响应谱分析,研究支架在矿震下的具体振型与最大变形量及其动态特性。优化后的门式防冲支架具有更大的支撑力,质量更小便于井下搬运,满足冲击地压矿井中巷道支护要求,对井下煤矿的安全开采具有重大的现实意义。该论文有图55幅,表10个,参考文献54篇。
肖静[9]（2019）在《基于变形协调的FA减速机整机受力分析理论研究》文中研究表明针摆传动由于具有传动比范围大、承载能力高、结构紧凑、可靠性高等特点在机械设备领域中运用日益广泛。本文密切结合FA减速机对高精度高效率的迫切需求,精研FA减速机结构特点,开展了静力学和动力学的部分理论研究,进一步完善FA传动整机受力分析理论,为其结构设计和优化提供理论支撑和合理挖掘技术空间。全文主要工作和研究成果如下:整机受力,既要考虑摆线轮与针齿、柱销和转臂轴承受力,又要考虑三条啮合链之间的关系,为此本文引入了柱销变形协调分析理论。本文旨在柱销变形协调理论前提下构建FA减速机有隙啮合力学模型,以FA45-29一齿差样机为研究对象,通过VB,MATLAB,ABAQUS进行数值模拟。1)系统研究FA减速机结构与传动原理,建立考虑摆线轮轮齿、柱销和轴承弹性变形的有隙啮合静力学模型,构造了相应的变形协调条件力学模型。在柱销变形协调下,通过求解静力平衡方程,转矩平衡方程,利用MATLAB编程,模拟了各摆线轮传递转矩,利用VB编程模拟系统各啮合位置受力状态,进行整机静力分析数值模拟。2)FA减速机有隙啮合静力分析为整机振动特性的研究奠定了理论基础。在静力学基础上,对FA减速机有隙啮合刚度激励进行数值模拟;建立了考虑转臂轴扭转刚度、转臂轴承等效扭转刚度、摆线轮与针齿啮合等效扭转刚度等因素的整机扭转刚度模型,并对其特性进行研究,以摆线轮与针齿啮合环节为重点考虑对象,模拟了 FA整机扭转刚度曲线图。利用CREO3.0建立样机三维实体模型,利用HM-ABAQUS联合仿真,进行整机模态特性研究,分析表明:样机不会产生共振。3)在变形协调下,以各摆线轮传递转矩标准差为偏载优化目标,以偏心距和摆线轮宽度为参变量,构建了基于遗传算法的多目标优化模型,模拟了其最优解并与样机进行对比分析,明显降低了输出端摆线轮受载转矩,提高了整机系统的工作寿命。
贾丽娜[10]（2019）在《某电动汽车电池包结构安全性分析及优化》文中研究指明汽车的电动化和轻量化是应对能源危机和环境压力的有力措施。现今,电动汽车普及程度越来越高,电池包的能量密度随着社会的需求也不断地增加,随之产生的电池包安全问题引起了社会的广泛关注。为了保障电动汽车的安全性和实用性,加速电动汽车的普及,对电池包安全性进行研究是十分必要的。故而,本课题采用了实验和仿真的研究方法,对电池包的结构安全性进行了分析和优化,提高了电池包的结构安全性和轻量化特性。首先,对某动力电池系统的电芯、模组以及电池包分别进行了挤压力学实验研究。实验结果表明,18650三元锂电芯在挤压载荷下的变形阈值为5mm,这将作为电池包底部碰撞的安全性指标。此外,通过实验还分别获得了电芯、模组以及电池包在挤压载荷过载下的力学响应曲线和具体的失效行为,为有限元模型的建立和验证提供了依据。而后,以实验数据作为输入和参考,对电芯和模组进行了均质化等效,建立了电池包的等效数值模型并进行了精度验证。这平衡了大型电池包有限元模型的计算精度和计算效率。基于电池包的等效模型,对电池包进行了底部碰撞和垂直冲击仿真研究,从刚度和强度两个角度对电池包的结构安全性进行了分析。分析结果表明,在底部碰撞过程中,电池包壳体的刚度足以保护内部结构。但在冲击激励下,各结构应力水平差异较大,部分零件的强度有待优化。最后,根据仿真分析的结果确定了需要优化的结构,将结构厚度作为尺寸优化变量,并选择了4种不同强度的双相钢牌号作为材料优化变量。按照“建立数学模型-试验设计-建立近似模型-优化求解”的流程,对电池包壳体进行了结构-材料重新匹配优化。优化后的电池包结构-材料匹配设计提高了电池包壳体的结构安全性,均衡了电池包壳体各结构件的应力分布。与此同时,电池包的质量降低了8.062kg,约占总质量的2.1%。研究结果一定程度上验证了结构-材料集成匹配优化的优化方案在电池包结构性能增强方面的有效性。
二、MathCAD在机械原理设计及优化中的应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、MathCAD在机械原理设计及优化中的应用（论文提纲范文）
（1）铝合金轮毂结构轻量化设计关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 轮毂结构轻量化发展现状及难点分析 |
| 1.2.1 轮毂结构轻量化发展现状 |
| 1.2.2 轮毂结构设计难点分析 |
| 1.3 结构轻量化设计方法研究现状 |
| 1.3.1 结构优化设计研究现状 |
| 1.3.2 结构仿生设计研究现状 |
| 1.3.3 传力路径研究现状 |
| 1.4 轮毂疲劳寿命研究现状 |
| 1.5 课题来源与研究意义 |
| 1.6 本文的主要研究内容 |
| 第2章 轮毂典型工况分析及结构轻量化策略研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 轮毂结构及加工工艺分析 |
| 2.3 轮毂典型试验工况及其仿真分析 |
| 2.3.1 弯曲疲劳试验 |
| 2.3.2 径向疲劳试验 |
| 2.3.3 13°冲击试验 |
| 2.3.4 径向冲击试验 |
| 2.4 轮毂结构轻量化策略 |
| 2.4.1 TRIZ理论 |
| 2.4.2 技术矛盾分析 |
| 2.4.3 发明原理分析 |
| 2.4.4 优化方案确定 |
| 2.5 本章小节 |
| 第3章 基于传力路径分析的轮辋截面形状优化 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 轮辋截面载荷传递规律显式表达 |
| 3.2.1 建立轮辋截面等效模型 |
| 3.2.2 轮辋截面传力路径可视化 |
| 3.3 轮辋截面传力性能分析 |
| 3.3.1 传力性能评价策略 |
| 3.3.2 轮辋截面传力性能评价 |
| 3.3.3 轮辋截面承载性能评价 |
| 3.4 轮辋截面形状优化 |
| 3.5 优化结果分析及试验验证 |
| 3.5.1 新轮辋仿真分析 |
| 3.5.2 静压试验与分析 |
| 3.5.3 径向冲击试验 |
| 3.6 本章小节 |
| 第4章 考虑工艺约束的轮辋筋板布局仿生设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 轮辋结构型式分析 |
| 4.3 轮辋面最小厚度研究 |
| 4.4 轮辋筋板仿生设计需求 |
| 4.5 生物原型选取及相似性评价 |
| 4.6 轮辋筋板布局仿生设计 |
| 4.6.1 类蜂窝轮辋 |
| 4.6.2 类分枝轮辋 |
| 4.6.3 混合仿生轮辋 |
| 4.7 轮辋筋板尺寸优化 |
| 4.8 本章小节 |
| 第5章 考虑车轮旋转特性的轮辐多工况拓扑优化 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 轮辐数量与结构性能研究 |
| 5.2.1 铸造工艺对轮辐数量的影响分析 |
| 5.2.2 轮辐数量对轮毂性能的影响分析 |
| 5.3 轮辐多工况综合评价函数构建 |
| 5.3.1 轮辐多工况层次结构 |
| 5.3.2 拓扑优化综合评价函数 |
| 5.4 轮辐多工况拓扑优化 |
| 5.4.1 拓扑优化理论基础 |
| 5.4.2 建立轮辐包络体模型 |
| 5.4.3 弯曲疲劳工况四位置拓扑优化 |
| 5.4.4 径向疲劳工况四位置拓扑优化 |
| 5.4.5 联合拓扑优化 |
| 5.5 拓扑优化结果验证 |
| 5.6 本章小节 |
| 第6章 轻量化铝合金轮毂承载性能及疲劳寿命分析 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 轻量化铝合金轮毂建模 |
| 6.3 轻量化轮毂承载性能分析 |
| 6.4 轮毂疲劳寿命预测理论模型构建 |
| 6.4.1 疲劳寿命预测思路 |
| 6.4.2 轮毂材料SN曲线 |
| 6.4.3 轮毂零件SN曲线 |
| 6.4.4 平均应力修正 |
| 6.4.5 疲劳寿命预测理论模型 |
| 6.4.6 理论模型试验验证 |
| 6.5 轻量化轮毂疲劳寿命分析 |
| 6.6 本章小节 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
（2）考虑旋转效应的梁式结构动力拓扑优化方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 旋转梁结构振动分析研究现状 |
| 1.2.1 旋转梁结构动力特性分析 |
| 1.2.2 影响旋转梁结构动力特性的因素 |
| 1.3 结构拓扑优化方法综述 |
| 1.3.1 结构优化的基本思想 |
| 1.3.2 结构拓扑优化的研究现状 |
| 1.4 结构动力拓扑优化研究现状 |
| 1.5 旋转梁结构的动力优化设计研究现状 |
| 1.6 本文主要研究内容 |
| 2 考虑旋转效应的梁式结构截面拓扑优化 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 旋转梁结构动力有限元模型 |
| 2.2.1 考虑翘曲变形的梁截面位移应变描述 |
| 2.2.2 梁截面的刚度特性分析 |
| 2.2.3 旋转梁结构的动力控制方程 |
| 2.3 旋转梁截面动力拓扑优化模型 |
| 2.3.1 梁截面的拓扑描述 |
| 2.3.2 频率目标函数 |
| 2.3.3 优化列式 |
| 2.4 敏度分析 |
| 2.4.1 目标函数的敏度 |
| 2.4.2 截面刚度矩阵的敏度 |
| 2.5 优化流程 |
| 2.6 旋转梁截面优化数值算例 |
| 2.6.1 算例1: 矩形截面 |
| 2.6.2 算例2: 方形截面 |
| 2.6.3 算例3: NACA0018翼型截面 |
| 2.6.4 算例4: 多转速工况下的截面设计 |
| 2.7 小结 |
| 3 考虑集中质量的旋转梁结构分析与优化设计 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 考虑集中质量的旋转梁有限元模型 |
| 3.3 集中质量大小和位置分布对旋转梁动力特性的影响 |
| 3.4 考虑固定位置的集中质量旋转梁截面拓扑优化设计 |
| 3.4.1 优化模型 |
| 3.4.2 数值算例 |
| 3.5 考虑集中质量的旋转梁截面拓扑与质量块位置分布协同优化设计 |
| 3.5.1 优化模型 |
| 3.5.2 敏度分析 |
| 3.5.3 数值算例 |
| 3.6 小结 |
| 4 变截面旋转梁的轴向形状和截面拓扑协同优化设计 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 变截面旋转梁的有限元模型 |
| 4.2.1 变截面梁的截面刚度特性 |
| 4.2.2 变截面旋转梁的动力控制方程 |
| 4.3 变截面旋转梁动力优化问题 |
| 4.3.1 截面拓扑和轴向形状描述方式 |
| 4.3.2 优化目标与约束 |
| 4.3.3 优化列式 |
| 4.4 敏度分析 |
| 4.5 优化流程 |
| 4.6 变截面旋转梁优化数值算例 |
| 4.6.1 算例1: 矩形截面 |
| 4.6.2 算例2: NACA0018翼型截面 |
| 4.7 小结 |
| 5 复合材料旋转梁的截面拓扑与纤维铺层方向协同优化设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 复合材料旋转梁的优化模型和求解策略 |
| 5.3 复合材料旋转梁的截面拓扑和纤维方向描述方式 |
| 5.3.1 DMO材料插值模型 |
| 5.3.2 质量密度惩罚模型 |
| 5.4 复合材料旋转梁优化数值算例 |
| 5.4.1 算例1: 矩形截面 |
| 5.4.2 算例2: NACA0018翼型截面 |
| 5.5 小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（3）不确定条件下可靠性方法研究及其在汽车结构设计中的应用（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及研究意义 |
| 1.2 随机理论与概率可靠性研究现状 |
| 1.3 非概率可靠性理论发展与研究现状 |
| 1.4 考虑不确定性的结构可靠性优化设计 |
| 1.4.1 不确定性的结构分析与优化技术 |
| 1.4.2 可靠性与近似模型耦合应用 |
| 1.4.3 汽车结构可靠性分析与优化 |
| 1.5 本文的研究目标和主要研究内容 |
| 第二章 基于汽车结构参数不确定性的开发流程研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 极限状态函数定义 |
| 2.3 工程设计基本理论分析 |
| 2.3.1 随机模型理论分析 |
| 2.3.2 非正态随机变量的当量正态化 |
| 2.3.3 拉丁超立方抽样 |
| 2.3.4 非概率模型理论分析 |
| 2.3.5 可靠性优化设计模型与方法 |
| 2.4 汽车结构可靠性优化设计开发流程框架 |
| 2.4.1 基于数据驱动模式的汽车可靠性设计流程 |
| 2.4.2 汽车结构“数据-性能”可靠性优化模型 |
| 2.4.3 基于“数据-仿真”的高效代理模型可靠性方法研究 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 高效代理模型在结构可靠性分析中应用 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 响应面法应用于可靠性分析 |
| 3.2.1 响应面法可靠性分析原理 |
| 3.2.2 实验设计对响应面法的影响 |
| 3.3 下山单纯形算法 |
| 3.4 基于DSA的改进响应面方法 |
| 3.4.1 初始迭代选取实验点 |
| 3.4.2 修改的DSA插值响应面法 |
| 3.4.3 分析流程与步骤 |
| 3.5 算例分析与应用 |
| 3.5.1 算例分析一 |
| 3.5.2 非线性数学模型算例分析 |
| 3.5.3 桁架结构可靠性分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 第四章 基于近似模型的结构可靠性优化设计方法研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 结构可靠性优化设计方法 |
| 4.2.1 序列单循环方法 |
| 4.2.2 双循环方法 |
| 4.3 近似模型在可靠性优化设计中的应用 |
| 4.3.1 响应面法在可靠性优化设计中的应用 |
| 4.3.2 移动最小二乘法原理(MLSM) |
| 4.4 局部约束有效性可靠性优化设计 |
| 4.4.1 局部加密策略 |
| 4.4.2 概率约束有效性 |
| 4.4.3 优化方法流程与步骤 |
| 4.5 算例分析 |
| 4.5.1 数值算例一 |
| 4.5.2 数值算例二 |
| 4.6 汽车可靠性优化设计分析 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 区间变量的连续体结构拓扑优化设计 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 非概率理论模型 |
| 5.2.1 区间模型 |
| 5.2.2 椭球凸集模型 |
| 5.3 拓扑优化设计理论 |
| 5.3.1 均匀化方法 |
| 5.3.2 变密度法 |
| 5.4 Chebyshev多项式模型 |
| 5.5 非概率可靠性拓扑优化设计 |
| 5.5.1 确定性拓扑优化 |
| 5.5.2 非概率可靠性拓扑优化设计 |
| 5.5.3 基于Chebyshev多项式的可靠性拓扑优化 |
| 5.5.4 拓扑优化的求解方法 |
| 5.6 算例分析 |
| 5.6.1 L形结构的设计 |
| 5.6.2 三维框架模型分析 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 基于混合变量下的汽车碰撞不确定性优化设计 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 不确定性结构优化模型 |
| 6.3 初始样本点的构建方法 |
| 6.4 汽车结构40%偏置碰撞不确定性优化设计 |
| 6.4.1 汽车可靠性研究概述 |
| 6.4.2 汽车结构有限元模型与实验验证分析 |
| 6.4.3 车辆耐撞性不确定性优化设计 |
| 6.5 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 论文结论 |
| 7.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（4）电驱动桥商用汽车悬架系统振动特性及优化研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 论文背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状综述 |
| 1.2.1 电动汽车悬架NVH研究综述 |
| 1.2.2 汽车悬架动力学研究现状 |
| 1.2.3 永磁同步电机电磁振动研究现状 |
| 1.2.4 不确定性分析及优化研究综述 |
| 1.3 课题来源及本文研究的主要内容 |
| 第2章 电驱动桥商用汽车悬架动力学建模与振动特性研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 电驱动桥商用汽车悬架系统动力学建模 |
| 2.2.1 半车悬架动力学模型 |
| 2.2.2 非独立悬架弹簧及阻尼器特性介绍 |
| 2.3 路面激励模型介绍 |
| 2.3.1 波形路面介绍 |
| 2.3.2 随机路面介绍 |
| 2.4 改进增量平衡谐波法简介 |
| 2.4.1 等效分段线性化流程 |
| 2.4.2 增量平衡谐波法流程 |
| 2.4.3 Duffing方程验证及标定研究 |
| 2.5 电动汽车悬架系统振动幅频特性研究 |
| 2.5.1 IHBM-EP计算流程 |
| 2.5.2 车辆垂向振动幅频特性研究 |
| 2.6 本章总结 |
| 第3章 随机路面激励下电驱动桥商用汽车振动特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 随机路面激励下振动分析流程 |
| 3.3 考虑驾驶员座椅的电动汽车振动分析 |
| 3.3.1 考虑座椅的半车五自由度模型 |
| 3.3.2 电动汽车平顺性及安全性计算及分析 |
| 3.4 系统主要参数振动响应影响分析 |
| 3.4.1 空载簧载质量m_b0影响研究 |
| 3.4.2 后悬簧下质量m_r影响研究 |
| 3.4.3 装载量m影响研究 |
| 3.4.4 装载量质心距离前轴距离l影响分析 |
| 3.4.5 后悬架刚度k_r1影响研究 |
| 3.4.6 后悬架阻尼c_r1影响分析 |
| 3.5 振动响应灵敏度分析 |
| 3.6 本章总结 |
| 第4章 电机激励下电驱动桥结构振动特性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 永磁同步电机不平衡磁拉力特性研究 |
| 4.2.1 永磁同步电机电磁力特性研究 |
| 4.2.2 偏心情况下电机电磁力特性研究 |
| 4.3 电机激励下结构振动方法研究 |
| 4.4 电磁激励下电驱动桥振动仿真及台架试验研究 |
| 4.4.1 仿真分析 |
| 4.4.2 台架试验验证 |
| 4.5 本章总结 |
| 第5章 电机激励与路面激励下电驱动桥商用汽车振动特性研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 电驱动桥减速器减速比对整车振动特性影响研究 |
| 5.3 电机激励下车身结构振动响应研究 |
| 5.3.1 电磁激励下板簧座处响应研究 |
| 5.3.2 后桥扭矩等效模型 |
| 5.3.3 电磁激励下车身结构响应研究 |
| 5.4 永磁同步电机偏心不确定性分析研究 |
| 5.4.1 混沌多项式介绍 |
| 5.4.2 电动汽车垂向振动不确定性分析 |
| 5.5 路面激励与电磁激励下整车振动特性研究 |
| 5.6 电驱动桥商用汽车道路试验研究 |
| 5.7 本章总结 |
| 第6章 电驱动桥商用汽车悬架振动优化研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 可靠性设计与优化研究方法简述 |
| 6.2.1 广义多项式混沌展开方法简介 |
| 6.2.2 四阶矩多项式变换方法简介 |
| 6.3 响应面方法简述 |
| 6.3.1 响应面理论介绍 |
| 6.3.2 响应面法输入点选取 |
| 6.4 确定装载量下电动汽车悬架系统振动优化研究 |
| 6.4.1 可靠性设计优化RBDO定义及流程 |
| 6.4.2 满载情况下电动汽车悬架系统振动优化研究 |
| 6.4.3 半载情况下电动汽车悬架系统振动优化研究 |
| 6.5 不确定性装载量下电动汽车悬架系统振动优化研究 |
| 6.5.1 不确定性装载量可靠性设计优化流程 |
| 6.5.2 不确定性装载量下电动汽车悬架系统振动优化研究 |
| 6.6 本章总结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 主要创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间学术成果 |
（5）任意泊松比超材料及其船体减振设计理论与方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 船舶轻量化研究进展 |
| 1.2.2 船舶隔振系统研究进展 |
| 1.2.3 超材料/超材料结构的力学性能研究 |
| 1.2.4 负泊松比超材料的分类 |
| 1.2.5 超材料优化设计方法的研究进展 |
| 1.2.6 声子晶体超材料性能分析及设计方法研究进展 |
| 1.3 本文主要研究工作 |
| 第二章 任意泊松比超材料的功能基元拓扑优化设计理论与方法 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 结构拓扑优化理论方法 |
| 2.2.1 结构拓扑优化的数学模型 |
| 2.2.2 变密度法的基本理论 |
| 2.2.3 变密度法材料插值模型 |
| 2.2.4 基于SIMP法的结构拓扑优化模型 |
| 2.2.5 基于SIMP法的优化准则法 |
| 2.3 任意泊松比超材料的功能基元拓扑优化模型及设计方法 |
| 2.3.1 超材料的功能基元拓扑优化设计方法 |
| 2.3.2 基于功能基元拓扑优化的超材料设计 |
| 2.3.3 材料泊松比与结构泊松比概念的辨析 |
| 2.4 超材料的功能基元拓扑优化建模方法 |
| 2.4.1 不同形状的功能基元拓扑基结构 |
| 2.4.2 三种拓扑优化模型列式及计算结果 |
| 2.4.3 优化结果的验证 |
| 2.5 超材料泊松比值的验证及试验 |
| 2.5.1 基于3D增材打印制造的超材料试件 |
| 2.5.2 数值仿真验证 |
| 2.5.3 试验分析 |
| 2.6 超材料减振性能分析 |
| 2.7 承载功能为主的超材料拓扑优化设计 |
| 2.7.1 两种载荷条件下的优化及分析 |
| 2.7.2 拓扑优化结果提取及验证 |
| 2.7.3 超材料结构的面内刚度分析 |
| 2.7.4 超材料结构的面外刚度分析 |
| 2.7.5 承载功能为主时超材料拓扑优化设计的特点 |
| 2.8 本章小结 |
| 第三章 任意泊松比超材料的轻量化优化设计方法 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 任意指定泊松比的超材料轻量化优化设计方法 |
| 3.2.1 超材料轻量化优化设计的数学模型及计算 |
| 3.2.2 轻量化超材料优化设计的验证 |
| 3.3 轻量化优化设计超材料的泊松比值试验验证 |
| 3.3.1 轻量化超材料结构的泊松比值试验 |
| 3.3.2 轻量化超材料的泊松比值试验分析 |
| 3.4 轻量化超材料的静力学性能分析 |
| 3.5 轻量化超材料的动力学性能分析 |
| 3.5.1 频响计算 |
| 3.5.2 减振性能分析 |
| 3.5.3 泊松比值对减振性能的影响规律 |
| 3.5.4 相比于传统蜂窝材料的减振性能 |
| 3.6 基于轻量化目标设计的各种泊松比超材料的减振性能 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 基于多工况结构拓扑优化理论的超材料减振优化设计方法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 多工况结构拓扑优化设计问题的难点 |
| 4.2.1 多工况结构拓扑优化问题分析 |
| 4.2.2 多工况结构拓扑优化的载荷病态现象分析及求解方法 |
| 4.3 基于折衷规划的多工况结构拓扑优化模型 |
| 4.3.1 RAMP模型 |
| 4.3.2 基于折衷规划的多工况结构拓扑优化模型 |
| 4.3.3 工况权重系数的灰色理论与专家评价方法 |
| 4.3.4 导重法求解多工况结构拓扑优化问题 |
| 4.4 折衷规划模型解决载荷病态的效果验证—算例分析 |
| 4.4.1 载荷比对结构拓扑优化结果的影响 |
| 4.4.2 工况权重系数对结构拓扑优化结果的影响 |
| 4.4.3 工况权重系数的灰色理论及专家评价方法 |
| 4.4.4 大跨度甲板强横梁的多工况结构拓扑优化设计 |
| 4.4.5 多工况结构拓扑优化问题研究总结 |
| 4.5 基于多工况拓扑优化理论和机械阻抗的超材料减振优化方法 |
| 4.5.1 机械阻抗的定义及研究现状 |
| 4.5.2 机械阻抗与减振效果间的关系 |
| 4.5.3 基于机械阻抗的超材料减振优化模型 |
| 4.6 超材料动力学特性的数值仿真 |
| 4.6.1 减振效果分析 |
| 4.6.2 泊松比对减振效果影响规律 |
| 4.7 减振效果评价方法 |
| 4.7.1 基于振级落差VLD的减振性能分析 |
| 4.7.2 基于频率响应的减振性能分析 |
| 4.8 本章结论 |
| 第五章 声子晶体超材料船用基座设计方法研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 超材料船用基座的减振设计及优化 |
| 5.2.1 船用基座船底甲板减振性能评价方法 |
| 5.2.2 传统基座减振结构设计 |
| 5.2.3 负泊松比蜂窝基座减振结构设计 |
| 5.2.4 负泊松比蜂窝基座的减振结构优化 |
| 5.2.5 负泊松比蜂窝基座的减振试验验证 |
| 5.3 声子晶体超材料基座的减振结构设计及优化 |
| 5.3.1 声子晶体超材料基座的减振结构设计 |
| 5.3.2 声子晶体超材料基座的减振优化设计 |
| 5.3.3 声子晶体超材料基座的减振特性分析 |
| 5.3.4 声子晶体超材料基座的刚度分析 |
| 5.4 蜂窝胞元与声子晶体一体化协同减振优化设计 |
| 5.4.1 优化策略及设计变量的描述 |
| 5.4.2 蜂窝胞元与声子晶体一体化协同减振优化设计 |
| 5.5 声子晶体负泊松比超材料基座的减振机理探讨 |
| 5.5.1 声子晶体超材料基座的动力学简化模型 |
| 5.5.2 蜂窝结构参数对减振性能的影响规律 |
| 5.5.3 声子晶体超材料基座的减振机理 |
| 5.6 基于局域共振机理的声子晶体基座减振优化方法 |
| 5.6.1 局域共振型声子晶体基座的优化模型 |
| 5.6.2 优化结果分析 |
| 5.6.3 声子晶体周期数量对减振性能影响规律 |
| 5.7 本章小结 |
| 第六章 机舱双层底结构动力学优化与超材料减振 |
| 6.1 机舱双层底结构动力学分析 |
| 6.1.1 研究内容 |
| 6.1.2 技术要求 |
| 6.1.3 机舱双层底原方案的动力学分析 |
| 6.2 机舱双层底结构振动控制方法 |
| 6.3 舱段结构的固有频率优化设计 |
| 6.3.1 优化模型中设计变量的定义 |
| 6.3.2 固有频率优化后方案-1(不考虑质量约束) |
| 6.3.3 固有频率优化-2(增重控制在100 t以内) |
| 6.4 舱段结构的频响优化设计 |
| 6.4.1 优化模型的建立 |
| 6.4.2 频响优化后的计算结果分析 |
| 6.5 超材料基座设计及其在机舱中减振应用 |
| 6.5.1 减振超材料基座的结构设计 |
| 6.5.2 机舱双层底处超材料减振基座的动力学分析 |
| 6.5.3 超材料基座减振性能分析 |
| 6.6 超材料船体结构减振优化设计 |
| 6.6.1 超材料船体结构减振设计方案-1 |
| 6.6.2 超材料船体结构减振设计方案-2 |
| 6.7 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间已发表或录用的论文、专利 |
| 致谢 |
（6）空间大口径反射镜拓扑优化设计及运动学支撑技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 大口径反射镜发展现状及趋势 |
| 1.2.1 国外大口径反射镜发展现状 |
| 1.2.2 国内大口径反射镜发展现状 |
| 1.2.3 大口径望远镜发展趋势 |
| 1.3 空间反射镜轻量化和支撑结构设计方法研究现状 |
| 1.3.1 大口径反射镜轻量化设计方法 |
| 1.3.2 大口径反射镜支撑设计方法 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第二章 大口径反射镜运动学支撑方案 |
| 2.1 主反射镜组件的技术指标要求 |
| 2.2 大口径反射镜支撑系统的设计原则 |
| 2.3 初始反射镜设计 |
| 2.3.1 反射镜材料选择 |
| 2.3.2 镜体基本结构设计 |
| 2.4 反射镜支撑方案的选择 |
| 2.4.1 检测支撑方案选择 |
| 2.4.2 工作支撑方案选择 |
| 2.4.2.1 背部支撑方案 |
| 2.4.2.2 周边支撑方案 |
| 2.4.2.3 运动学支撑设计标准 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于神经网络模型的轴向支撑位置优化方法 |
| 3.1 反射镜轴向支撑位置求解方法 |
| 3.1.1 传统轴向支撑位置求解方法 |
| 3.1.2 基于神经网络模型的集成优化设计 |
| 3.1.2.1 试验设计方法 |
| 3.1.2.2 常用的近似模型 |
| 3.1.2.3 轴向最佳支撑位置求解流程 |
| 3.2 神经网络模型的样本数据 |
| 3.2.1 神经网络模型的输入输出 |
| 3.2.2 获取样本点 |
| 3.3 ELM神经网络模型的构建 |
| 3.3.1 ELM神经网络参数的确定 |
| 3.3.2 ELM神经网络训练与预测 |
| 3.4 反射镜最佳轴向支撑位置求解 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 空间大口径反射镜拓扑优化设计 |
| 4.1 拓扑优化理论 |
| 4.2 基于加强筋结构反射镜的拓扑优化方法 |
| 4.2.1 传统轻量化反射镜设计结果 |
| 4.2.2 反射镜拓扑优化数学模型 |
| 4.2.3 拓扑优化结果分析 |
| 4.3 平背形开放式反射镜的拓扑优化设计方法 |
| 4.3.1 大口径反射镜的制造工艺 |
| 4.3.2 反射镜拓扑优化数学模型 |
| 4.3.2.1 以反射镜最小体积为目标函数 |
| 4.3.2.2 以镜面最小变形为目标函数 |
| 4.3.3 反射镜拓扑结果的加工制造性 |
| 4.4 几种轻量化反射镜性能对比分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 反射镜运动学支撑组件结构设计 |
| 5.1 支撑组件功能分配与指标分配 |
| 5.1.1 功能分配 |
| 5.1.2 指标分配 |
| 5.2 支撑结构设计方法 |
| 5.2.1 灵敏度分析 |
| 5.2.2 柔度分析 |
| 5.2.2.1 柔性机构的柔度分析 |
| 5.2.2.2 柔性机构的寄生运动分析 |
| 5.3 支撑组件各部分材料选择 |
| 5.4 支撑组件结构设计 |
| 5.4.1 周边支撑结构设计 |
| 5.4.2 背部支撑结构设计 |
| 5.4.3 主镜座设计 |
| 5.4.4 反射镜组件的装配位置关系 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 仿真分析及试验验证 |
| 6.1 运动学支撑解耦分析 |
| 6.2 背部支撑静定分析 |
| 6.3 反射镜组件有限元分析 |
| 6.3.1 静力学分析 |
| 6.3.2 模态分析 |
| 6.3.3 动力学分析 |
| 6.4 检测支撑面形检测 |
| 6.5 工作支撑面形检测 |
| 6.6 本章小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 创新点介绍 |
| 7.3 工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读博士学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（7）激光喷丸成形固有应变建模理论及工艺规划方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景与意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 复杂型面壁板成形工艺研究现状 |
| 1.2.2 激光喷成形建模方法研究现状 |
| 1.2.3 固有应变建模理论研究现状 |
| 1.2.4 成形工艺规划方法研究现状 |
| 1.2.5 研究现状总结 |
| 1.3 本文研究目标与章节安排 |
| 1.3.1 研究目标 |
| 1.3.2 章节安排 |
| 第二章 激光喷丸成形固有应变高效建模方法 |
| 2.1 固有应变基本概念 |
| 2.2 固有应变数值建模理论 |
| 2.2.1 固有应变控制方程 |
| 2.2.2 控制方程离散求解方法 |
| 2.2.3 计算方法与验证 |
| 2.2.4 网格收敛性分析 |
| 2.3 激光喷丸成形工艺模型 |
| 2.3.1 基于固有应变的工艺模型 |
| 2.3.2 热力耦合工艺模型 |
| 2.3.3 建模实施过程 |
| 2.4 模型验证与结果分析 |
| 2.4.1 实验过程 |
| 2.4.2 模型验证 |
| 2.4.3 耦合机理分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 基于冲击效应特征参量的固有应变反求方法 |
| 3.1 单参量固有应变反求的适定性 |
| 3.2 基于多特征参量联合反求方法 |
| 3.2.1 多特征参量反求基本过程 |
| 3.2.2 可测特征位移与固有应变 |
| 3.3 固有应变反求过程与结果 |
| 3.3.1 方板激光喷丸成形实验 |
| 3.3.2 激光冲击压力标定 |
| 3.3.3 初始固有应变的确定 |
| 3.3.4 固有应变反求结果 |
| 3.4 基于残余应力的固有应变验证 |
| 3.4.1 残余应力与固有应变的关系 |
| 3.4.2 验证结果分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 激光喷丸成形弯曲变形的固有矩理论 |
| 4.1 基于板壳弯曲的固有矩理论 |
| 4.1.1 板壳弯曲基本理论 |
| 4.1.2 固有矩控制方程 |
| 4.1.3 控制方程解的唯一性 |
| 4.2 固有矩数值模型 |
| 4.2.1 控制方程弱形式 |
| 4.2.2 离散与求解方法 |
| 4.2.3 固有矩模型的验证 |
| 4.3 固有矩反求方法 |
| 4.3.1 固有矩确定的解析方法 |
| 4.3.2 固有矩标定结果分析 |
| 4.4 固有矩模型的实验分析 |
| 4.4.1 轧制方向的影响分析 |
| 4.4.2 喷丸面积的影响分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 基于分布式固有矩的复杂型面工艺规划 |
| 5.1 激光喷丸成形工艺规划基本方法 |
| 5.1.1 等效工艺模型与中间变量 |
| 5.1.2 复杂型面的分布参数优化 |
| 5.2 基于偏微分方程约束的优化模型 |
| 5.2.1 激光喷丸成形优化问题描述 |
| 5.2.2 最优性条件分析 |
| 5.2.3 优化模型弱形式 |
| 5.2.4 优化模型离散形式 |
| 5.3 数值计算与稳定性控制 |
| 5.3.1 内点算法基本原理 |
| 5.3.2 数值计算方法 |
| 5.3.3 数值不稳定现象 |
| 5.3.4 聚集性控制方法 |
| 5.4 典型曲面激光喷丸成形验证分析 |
| 5.4.1 马鞍面和柱面优化分析 |
| 5.4.2 网格敏感性与约束影响 |
| 5.4.3 实验结果分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 全文总结 |
| 6.2 本文的主要创新点 |
| 6.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间已发表或录用的论文 |
| 1、研究论文 |
| 2、发明专利 |
| 致谢 |
（8）门式防冲支架轻量化研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景和意义 |
| 1.2 冲击地压巷道支护方法研究现状 |
| 1.3 ZHD4150 门式防冲支架概述 |
| 1.4 结构优化设计概述 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 2 顶梁拓扑优化原理 |
| 2.1 顶梁结构与优化方法选择 |
| 2.2 拓扑优化原理与理论基础 |
| 2.3 拓扑优化常用算法 |
| 2.4 建立拓扑优化数学模型 |
| 2.5 拓扑优化的技术应用 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 顶梁的拓扑优化设计 |
| 3.1 支架顶梁内力理论分析 |
| 3.2 拓扑优化设计具体流程 |
| 3.3 顶梁拓扑优化过程与结果 |
| 3.4 基于拓扑优化结果的顶梁设计 |
| 3.5 优化前后支架顶梁强度校核 |
| 3.6 支架顶梁优化前后性能比较 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 底座DOE试验优化设计 |
| 4.1 基于triz创新理论底座结构设计 |
| 4.2 底座DOE试验设计变量关联性研究 |
| 4.3 底座优化设计点抽样 |
| 4.4 基于Kriging插值响应曲面设计 |
| 4.5 优化前后支架底座强度校核 |
| 4.6 底座优化前后性能比较 |
| 4.7 本章小结 |
| 5 门式防冲支架动态特性分析 |
| 5.1 模态分析理论概述 |
| 5.2 门式防冲支架模态分析计算 |
| 5.3 响应谱理论分析 |
| 5.4 支架响应谱分析计算 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（9）基于变形协调的FA减速机整机受力分析理论研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 FA减速机整机数值模拟 |
| 1.3.1 FA传动研究方面思考 |
| 1.3.2 FA减速机有隙啮合受力数值模拟方法 |
| 1.4 论文主要研究内容及技术路线 |
| 本章小结 |
| 第二章 FA传动有隙啮合静力学模型的构建 |
| 2.1 摆线轮齿廓修形理论 |
| 2.1.1 摆线齿廓修形的必要性 |
| 2.1.2 从摆线轮齿廓方程角度去看齿廓修形方法 |
| 2.2 摆线轮与针齿有隙啮合受力分析理论模型的构建 |
| 2.2.1 摆线轮与针齿有隙啮合变形理论模型的构建 |
| 2.2.2 摆线轮与针齿有隙啮合受力分析理论模型的构建 |
| 2.2.3 摆线轮与针齿有隙啮合应力理论建模 |
| 2.3 摆线轮与柱销有隙啮合受力分析理论模型的构建 |
| 2.3.1 摆线轮与柱销有隙啮合变形理论模型的构建 |
| 2.3.2 摆线轮与柱销有隙啮合受力理论模型的构建 |
| 2.3.3 摆线轮与柱销有隙啮合啮合应力理论模型的构建 |
| 2.4 摆线轮与转臂轴承啮合受力分析理论模型的构建 |
| 2.4.1 转臂轴承受力分析理论模型的构建 |
| 2.4.2 转臂轴承寿命分析理论模型的构建 |
| 2.5 FA减速机有隙啮合变形协调理论 |
| 2.5.1 FA减速机拓扑结构分析 |
| 2.5.2 FA传动中受载柱销受力与变形分析理论 |
| 2.5.3 FA传动中受载柱销受力与变形分析理论模型的构建 |
| 2.5.4 柱销变形协调与转矩平衡方程 |
| 本章小结 |
| 第三章 基于变形协调的FA减速机偏载特性研究 |
| 3.1 FA45-29样机简介 |
| 3.1.1 FA45-29样机传动比分析 |
| 3.1.2 FA45-29样机基本参数 |
| 3.2 FA传动有隙啮合偏载特性数值模拟 |
| 3.2.1 遗传算法理论基础与程序流程图 |
| 3.2.2 基于柱销变形协调的整机偏载数学模型的构建 |
| 3.2.3 变形协调下FA45-29样机有隙啮合偏载模拟 |
| 3.2.4 系统参数对样机有隙啮合偏载的影响 |
| 3.2.5 FA传动有隙啮合整机受力分析数值模拟 |
| 3.3 FA传动有隙啮合整机刚度理论模型的构建与数值仿真 |
| 3.3.1 摆线轮与针齿啮合弹性转角 |
| 3.3.2 输出机构部分的弹性转角 |
| 3.3.3 输入轴和输出轴的弹性转角 |
| 3.3.4 转臂轴承变形引起输出轴转角 |
| 3.3.5 整机刚度模型的构建 |
| 3.3.6 FA45-29样机整机刚度数值模拟 |
| 本章小结 |
| 第四章 基于变形协调的FA减速机动态特性研究 |
| 4.1 FA减速机刚度激励理论建模与数值分析 |
| 4.1.1 摆线轮与针齿啮合刚度模型的构建 |
| 4.1.2 摆线轮与柱销啮合刚度模型的构建 |
| 4.1.3 转臂轴承的动刚度模型的构建 |
| 4.1.4 支撑轴承刚度模型的构建 |
| 4.1.5 转臂轴扭转刚度模型的构建 |
| 4.1.6 FA减速机振动系统刚度激励数值模拟 |
| 4.2 基于等价模型的FA减速机整机扭转刚度特性研究 |
| 4.2.1 FA减速机整机扭转刚度“等价模型”的构建 |
| 4.2.2 FA减速机整机扭转刚度数值模拟 |
| 4.3 基于有限元法的FA减速机整机模态特性研究 |
| 4.3.1 有限元模态分析理论 |
| 4.3.2 FA45-29虚拟样机的建立与简化处理 |
| 4.3.3 有限元模型的建立 |
| 4.3.4 模态分析求解与结果分析 |
| 本章小结 |
| 第五章 变形协调下的偏载优化与数值仿真 |
| 5.1 柱销变形协调下偏载最小优化模型的构建 |
| 5.1.1 设计参变量的选择与目标函数的确定 |
| 5.1.2 FA减速机偏载优化约束条件明细 |
| 5.1.3 变形协调下整机偏载最小优化模型的构建 |
| 5.2 基于遗传算法的多目标优化模型的构建 |
| 5.2.1 偏载优化目标函数的处理及其设计 |
| 5.2.2 变形协调下偏载优化模型的进一步完善 |
| 5.2.3 多目标优化下遗传算法理论与计算流程分析 |
| 5.3 FA减速机偏载优化分析与数值模拟 |
| 5.3.1 FA减速机偏载优化数值模拟 |
| 5.3.2 优化后的模型与优化前样机的对比与分析 |
| 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 结论 |
| 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A 符号表 |
| 攻读硕士学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（10）某电动汽车电池包结构安全性分析及优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究的背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状综述 |
| 1.2.1 电芯结构安全性研究 |
| 1.2.2 电池包结构安全性研究 |
| 1.2.3 汽车结构与材料优化研究 |
| 1.2.4 研究现状简析 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 第2章 电池包结构安全性实验研究 |
| 2.1 电芯力学实验研究 |
| 2.1.1 实验电芯简介 |
| 2.1.2 电芯准静态压缩实验 |
| 2.1.3 电芯安全性挤压实验 |
| 2.2 电池模组挤压实验研究 |
| 2.2.1 电池模组结构 |
| 2.2.2 电池模组实验设置 |
| 2.2.3 实验结果及分析 |
| 2.3 电池包挤压实验研究 |
| 2.3.1 电池包简介 |
| 2.3.2 电池包实验设置 |
| 2.3.3 实验结果及分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 电池包有限元模型的研究 |
| 3.1 电芯均质模型 |
| 3.1.1 电芯有限元模型分类 |
| 3.1.2 电芯均质本构模型 |
| 3.1.3 电芯有限元模型及验证 |
| 3.2 电池包精细化有限元模型 |
| 3.2.1 电池包的结构及组成 |
| 3.2.2 模型前处理 |
| 3.3 电池包等效模型 |
| 3.3.1 模组均质化 |
| 3.3.2 连接简化 |
| 3.4 有限元模型有效性验证 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 电池包结构安全性仿真研究 |
| 4.1 电池包布置分析 |
| 4.2 电池包底部碰撞安全性研究 |
| 4.2.1 碰撞工况设置 |
| 4.2.2 计算有效性分析 |
| 4.2.3 底部碰撞仿真结果分析 |
| 4.3 电池包冲击安全性研究 |
| 4.3.1 冲击工况设置 |
| 4.3.2 计算有效性分析 |
| 4.3.3 冲击工况仿真结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 电池包壳体结构-材料匹配优化 |
| 5.1 电池包壳体优化技术路线 |
| 5.2 电池包壳体优化数学模型 |
| 5.2.1 多目标优化简介 |
| 5.2.2 壳体优化的设计变量 |
| 5.2.3 壳体优化的响应变量 |
| 5.2.4 建立数学模型 |
| 5.3 电池包壳体优化试验设计 |
| 5.3.1 最优拉丁超立方设计原理 |
| 5.3.2 生成试验矩阵 |
| 5.4 电池包壳体优化的近似模型 |
| 5.4.1 电池包壳体优化克里格近似模型 |
| 5.4.2 电池包壳体优化神经网络近似模型 |
| 5.4.3 近似模型精度对比 |
| 5.5 电池包壳体结构-材料匹配优化 |
| 5.5.1 多目标遗传算法NSGA-Ⅱ |
| 5.5.2 匹配优化结果及分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间所发表的学术论文 |
| 致谢 |
四、MathCAD在机械原理设计及优化中的应用（论文参考文献）
- [1]铝合金轮毂结构轻量化设计关键技术研究[D]. 王朝华. 燕山大学, 2021(01)
- [2]考虑旋转效应的梁式结构动力拓扑优化方法[D]. 刘骥. 大连理工大学, 2020
- [3]不确定条件下可靠性方法研究及其在汽车结构设计中的应用[D]. 苏海亮. 华南理工大学, 2020
- [4]电驱动桥商用汽车悬架系统振动特性及优化研究[D]. 王晟. 武汉理工大学, 2019
- [5]任意泊松比超材料及其船体减振设计理论与方法[D]. 秦浩星. 上海交通大学, 2019(06)
- [6]空间大口径反射镜拓扑优化设计及运动学支撑技术研究[D]. 屈艳军. 中国科学院大学(中国科学院西安光学精密机械研究所), 2019(05)
- [7]激光喷丸成形固有应变建模理论及工艺规划方法[D]. 罗明生. 上海交通大学, 2019(06)
- [8]门式防冲支架轻量化研究[D]. 徐梦实. 辽宁工程技术大学, 2019(07)
- [9]基于变形协调的FA减速机整机受力分析理论研究[D]. 肖静. 大连交通大学, 2019(08)
- [10]某电动汽车电池包结构安全性分析及优化[D]. 贾丽娜. 哈尔滨工业大学, 2019(01)