[发明专利]一种简化变速器壳体拓扑优化模型参数修改的方法

摘要

本发明涉及一种简化变速器壳体拓扑优化模型参数修改的方法，根据目标变速器结构，建立初始最大包络模型，根据要求形成变速器壳体结构初始拓扑优化分析模型，根据优化分析模型对Nastran卡片拓扑优化文件进行编译，将载荷计算软件得出的载荷计算结果一次性导入到Nastran拓扑优化文件中，完成载荷参数的快速修改，利用Nastran卡片调用命令来调用变速器壳体有限元模型，在Nastran软件中进行拓扑优化计算，得到最终的变速器壳体拓扑优化计算结果。简化Optistruct拓扑优化仿真软件在拓扑优化模型参数修改，并保证参数修改的正确率和修改速度。

主权项

一种简化变速器壳体拓扑优化模型参数修改的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：1)根据目标变速器结构，建立初始最大包络模型，为使变速器壳体能够达到强度、刚度要求，选取一档及倒档工况为研究工况，对变速器壳体结构初始拓扑优化分析模型进行网格划分，并对其施加一档及倒档所受的载荷，经拓扑优化初步计算，形成变速器壳体结构初始拓扑优化分析模型；2)优化分析类型参数的确定：以结构的柔度最小为目标函数，优化后的体积为约束条件，以步骤1)变速器壳体结构初始拓扑优化分析模型中各单元的属性为设计变量的数学模型，具体如下；为使变速器壳体能够达到强度、刚度要求，选取一档及倒档工况为主要研究工况：静态优化中，施加的载荷是静载荷，确立以结构的柔度最小为目标函数，即刚度最大，优化后的体积为约束条件，设计区域中各单元的属性为设计变量的数学模型：模型：X＝{x1,x2,……,xn}T         (1)目标函数Min：C＝FTU              (2)约束条件式中，xe为设计变量中结构单元的属性，e＝1,2,……,n；C为结构的总体柔度；F为力列向量；U为位移矩阵；k为剩余材料百分比；V1为优化后剩余材料的总体积；V0为设计区域的体积；xmax和xmin分别为结构单元相对属性的下限和上限；动态优化参数的确定如下：目标函数：结构柔度最小；约束条件：优化后的体积及一阶模态最小值大于600Hz；设计变量：变速器壳体结构初始拓扑优化分析模型中各单元的属性；3)Nastran卡片拓扑优化文件编译：A:用执行控制段语句给定优化作业分析计算法类型；B:用工况控制段语句给定优化分析类型、工况设定；C:用数据段语句编译Nastran卡片，包卡片包括载荷的ID号、受载节点的ID号、坐标系ID号、受载荷比例因子；4)将载荷计算软件得出的载荷计算结果一次性导入到步骤3)所得的Nastran拓扑优化文件中，完成载荷参数的快速修改；5)通过在Nastran拓扑优化文件中编译“INCLUDE”卡片命令来调用变速器壳体有限元模型；6)在Nastran软件中进行拓扑优化计算，得到最终的变速器壳体拓扑优化计算结果。