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机械设计与制造2024年第02期:混合灰色关联和有限元法的铝合金三明治板轻量化设计

来源:期刊VIP网 时间:


作者:龚青山;吴东雨;张光国;孙章栋;

单位:湖北汽车工业学院机械工程学院;

摘要:汽车轻量化设计是实现节能减排的重要途径,为设计出性能优良的铝合金三明治货车防滑踏板,针对不同芯层结构的铝合金三明治板展开研究;建立了I型、V型、U型三种芯层结构的铝合金三明治板结构模型;应用有限元法对实际工况下I型、V型、U型三种芯层结构的铝合金板的应力、位移值进行分析,并基于灰色关联法建立以质量、最大挠度、最大应力为变量的综合性能评价函数,得出V型铝合金三明治板为优选结构;以上、下板以及芯层厚度为优化变量,质量最小化为优化目标,分别采用全局响应面法及可行方向法对V型铝合金板进行尺寸优化,并对优化结果进行对比分析,发现两种方法优化方式均有较好的优化结果,但基于可行方向法的迭代时间更短、效率更高,优化后铝合金板减重约29.5%,具有很好的应用价值。

关键词:轻量化设计;;三明治板;;灰色关联法;;全局响应面法;;可行方向法

基金资助:国家自然科学基金(51775392,51705043);; 汽车动力传动与电子控制湖北省重点实验室开放基金项目(ZDK1201802);; 湖北汽车工业学院博士基金(BK202001);; 湖北省自然科学基金资助项目(2019CFB384);; 教育部人文社科(20YJCZH150);; 工信部工业互联网创新发展工程项目(TC200A00W,TC200802C);; 湖北省重点研发计划项目(2020BAA005)