Isight在车体结构优化分析中的应用

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基于Isight进行商用车架多学科优化设计

基于Isight进行商用车架多学科优化设计

商用车架多学科优化设计潘淑华 李保国 李继川 一汽技术中心结构强度研究室 赛特达科技有限公司【摘 要】在商用车设计过程中,引入过程集成、流程自动化和参数化设计概念,并利用 Morph 功能实 现有限元网格自动化生成,在满足 7 种加载工况和由应力、频率、静态刚度的约束的前提下, 利用 Abaqus 软件进行仿真,通过优化方法实现车架质量最小。

实践证明,减重效果明显。

【关键词】商用车 多学科优化 有限元 参数化设计1项目意义随着原材料的涨价,载货的限定,汽车结构的优化设计是迫切的需求。

减轻汽车自身 质量一方面节约了原材料,降低了生产成本;另一方面也降低了燃油消耗,减少了排放, 有利于环保要求。

优化设计是近年来发展并应用起来的一门技术,已经应用到结构设计的各个方面,车 架设计也正在多方面引入了优化设计的概念。

为了在产品设计阶段进行优化概念设计,我们首先对车架特性进行深入细致的研究, 主要集中在车架静、动态方面。

车架的强度、刚度是其承载性能的主要指标,模态是整车 振动特性及部件匹配的指标,按特性指标控制进行车架结构的参数优化设计,运用 isight 集成、驱动 hypermesh、abaqus 等软件,考虑工程制造的可行性,获得最优的车架结构纵、 横梁位置布局,合理的纵、横梁及连接板的厚度匹配,综合获得最优的设计方案,节省材 料,降低成本。

2车架分析方案制定2.1 总体优化方案在车架设计中,各部件总成质量分布如下图,从图中可以发现在车架减重优化中,纵 梁、纵梁内加强梁、纵梁前端、纵梁后部加强板是一个关键因素,其占整个车架质量的 63.9%,其次为大支架(为铸造件)及连接件(为铸造件),各横梁总成质量相差不大。

因 此用 2 个阶段实现车架优化目标:第一阶段,从刚度、模态角度考虑,建立车架分析的梁 模型,通过调整各个车架各个断面的尺寸、横梁支架的位置关系,获得车架断面尺寸、横 梁位置的最佳匹配,起到一定的优化布局的作用;第二阶段,在断面尺寸优化的基础上, 建立有板壳单元组成的详细模型,开展强度、刚度、模态联合仿真优化,确定车架的最佳 尺寸匹配和板厚匹配,达到减小车架质量的目的。

isight工程机械实例

isight工程机械实例
z 几何清理及模型建立 z 利用hypermorph模块进行网格移动 z 输出CAE分析所需的模型文件(bdf)
Msc Nastran
z 有限元求解
Isight
z 集成工作流程 z 设计变量敏度分析 z 多方案寻优
5
6
3
优化问题设置
Variables 设计变量
z 4个隔板位置
{ mid1~mid4 { 允许值:-60~60
多目标权衡 iSIGHT/EDM
优化流程如下:
z 试验设计(DOE)调用真实CAE模型仿真,获得一系列离散方案的结果 z 利用已有的结果作为样本点构造出近似模型 z 在近似模型上采用多目标算法进行寻优,而不需要真实的CAE模型 z 采用多目标权衡工具(EDM)对多目标的结果进行权衡处理
14
7
大纲
利用EDM(工程数据挖掘工具)生成直观的多目标变量间关系,方便 工程师根据自己的要求进行选择。下图分别为采用NCGA和NSGA两 种算法得到的最大应变与质量之间的关系,其中蓝色点为Pareto前 沿上的点,工程师就可以根据工程需要选择合适的蓝色点(方案)。
20
10
最优方案与初始方案的隔板位置比较
12
6
具体模块介绍__计算质量
再次采用simcode组件集成hypermesh程序,利用hypermesh 读入bdf文件,统计出质量等参数
13
解决方案__优化流程探讨
根据CAE分析耗时长的特点,利用isight丰富的算法库可以实现一下 流程:
CAE模型 DOE实验设计
近似建模
多目标算法 NCGA/NSGA2
z 本案例针对单节臂结构(见下图),采用有限元仿真手段,考查结构尺寸和隔板 位置变化对应力\应变,总质量等参数的影响,采用isight作为集成优化平台,完 成该结构的性能改进,即综合优化应力\位移、总质量等性能指标

ISIGHT工程优化案例分析

ISIGHT工程优化案例分析

iSIGHT工程优化实例分前言随着设备向大型化、高速化等方向的发展,我们的工业设备(如高速列出、战斗机等)的复杂程度已远超乎平常人的想象,装备设计不单要用到大量的人力,甚至已牵涉到了数十门学科。

例如,高速车辆设计就涉及通信、控制、计算机、电子、电气、液压、多体动力学、空气动力学、结构力学、接触力学、疲劳、可靠性、维修性、保障性、安全性、测试性等若干学科。

随着时代的进步,如今每个学科领域都形成了自己特有研究方法与发展思路,因此在设计中如何增加各学科间的沟通与联系,形成一个统一各学科的综合设计方法(或平台),成为工程和学术界所关注的重点。

多年来,国外已在该领域做了许多著有成效的研究工作,并开始了多学科优化设计方面的研究。

就国外的研究现状而言,目前已经实现了部分学科的综合优化设计,并开发出了如iSIGHT、Optimus等多学科商业优化软件。

iSIGHT是一个通过软件协同驱动产品设计优化的多学科优化平台,它可以将数字技术、推理技术和设计搜索技术有效融合,并把大量需要人工完成的工作由软件实现自动化处理。

iSIGHT软件可以集成仿真代码并提供智能设计支持,对多个设计方案进行评估和研究,从而大大缩短了产品的设计周期,显著地提高了产品质量和可靠性。

目前市面上还没有关于iSIGHT的指导书籍,而查阅软件自带的英文帮助文档,对许多国内用户而言尚有一定的难度。

基于以上现状,作者根据利用iSIGHT做工程项目的经验编写了这本《iSIGHT工程优化实例》。

本书分为优化基础、工程实例和答疑解惑三个部分,其中工程实例中给出了涉及铁路、航空方面多个工程案例,以真实的工程背景使作者在最短的时间内掌握这款优化的软件。

本书在编写的过程中,从互联网上引用了部分资料,在此对原作者表示衷心地感谢!我要真诚地感谢大连交通大学(原大连铁道学院)和王生武教授,是他们给了我学习、接触和使用iSIGHT软件机会!仅以本书献给所有关心我的人!赵怀瑞2007年08月于西南交通大学目录第一章认识iSIGHT (1)1.1 iSIGHT软件简介 (1)1.2 iSIGHT工作原理简介 (5)1.3 iSIGHT结构层次 (6)第二章结构优化设计理论基础 (8)2.1 优化设计与数值分析的关系 (8)2.2 优化设计基本概念 (8)2.3 优化模型分类 (10)2.4 常用优化算法 (11)2.5大型结构优化策略与方法 (25)第三章iSIGHT软件界面与菜单介绍 (31)3.1 iSIGHT软件的启动 (31)3. 2 iSIGHT软件图形界面总论 (31)3.3 任务管理界面 (35)3.4 过程集成界面 (42)3.5 文件分析界面 (45)3.6 过程监控界面 (49)3.4 多学一招—C语言的格式化输入/输出 (52)第四章iSIGHT优化入门 (54)4.1 iSIGHT优化基本问题 (54)4.2 iSIGHT集成优化的一般步骤 (54)4.3 iSIGHT优化入门—水杯优化 (55)第五章模压强化工艺优化 (85)5.1 工程背景与概述 (85)5.2 优化问题描述 (85)5.3 集成软件的选择 (86)5.4有限元计算模型介绍 (86)5.5 模压强化优化模型 (87)5.8 iSIGHT集成优化 (90)5.9优化结果及其分析 (97)5.10 工程优化点评与提高 (98)第六章单梁起重机结构优化设计 (99)6.1 工程与概述 (99)6.2 优化问题描述 (99)6.3 集成软件的选择 (100)6.4起重机主梁校核有限元计算模型介绍 (101)6.5 主梁优化模型 (101)6.8 iSIGHT集成优化 (103)6.9优化结果及其分析 (108)6.10 工程优化点评与提高 (109)6.11 多学一招—ANSYS中结果输出方法 (109)第七章涡轮增压器压气机叶片优化设................................................... 错误!未定义书签。

基于Isight软件的白车身多目标优化方法

基于Isight软件的白车身多目标优化方法

基于Isight软件的白车身多目标优化方法基于Isight软件的白车身多目标优化方法随着汽车工业的迅猛发展,车辆质量和性能的要求也越来越高。

在汽车生产中,白车身是汽车生产过程中的一个重要环节。

白车身的设计和优化对整个汽车的质量和性能有着重要的影响。

在过去的几十年里,设计师们通常依靠经验和试错方法来设计优化白车身。

然而,这种方法会消耗大量的时间和资源,并且无法保证最佳的设计方案。

因此,研究人员开始探索使用计算机建模和优化方法来提高白车身设计的效率和性能。

近年来,基于Isight软件的多目标优化方法在白车身设计中受到了广泛关注。

Isight是一种用于多目标优化的软件平台,它能够自动化实验设计、参数化建模和优化分析。

通过结合CAD软件和有限元分析软件,Isight可以实现对白车身结构的全面优化。

首先,在使用Isight软件进行白车身多目标优化之前,需要将整个白车身结构进行参数化建模。

参数化建模是将车身结构的几何形状和性能指标与设计参数进行关联的过程。

通过定义合适的设计参数和变量范围,可以有效地探索设计空间,并寻找最佳的设计方案。

接下来,利用Isight软件自带的优化算法进行多目标优化。

多目标优化可以分为两个主要阶段:初级优化和细化优化。

初级优化通过运用遗传算法、粒子群算法等启发式算法探索设计空间,生成一组不同的设计方案。

然后,通过有限元分析和性能评估,对这些设计方案进行初步筛选和排序。

在初级优化的基础上,进行细化优化。

细化优化是根据初级优化结果,进一步调整设计参数和变量范围,以优化白车身的性能指标。

细化优化可以采用响应面法、Kriging模型等方法来快速评估不同设计方案的性能。

通过迭代优化过程,不断更新设计参数和变量范围,逐步接近最佳设计方案。

最后,使用Isight软件的可视化功能,对多个最优解进行分析和比较。

通过对不同设计方案的性能指标进行权衡,可以选择最佳的设计方案。

相比传统的试错方法,基于Isight软件的白车身多目标优化方法具有以下优势:1. 提高了设计效率。

基于Isight多学科优化设计技术及其应用研究_三一科技

基于Isight多学科优化设计技术及其应用研究_三一科技

4 结论
随着计算机性能的快速提高和人们对产品 性能的要求越来越高, 以及机械系统复杂程度的 提高, 多学科优化设计为大型机械结构优化设计 开辟了新的研究领域, 利用多学科优化设计技术 和优化软件 ISIGHT 集成各学科分析模型, 定义 优化问题, 必将大大提高机械产品优化设计的水 平,使得产品优化的结果更为合理和符合实际。 参考文献 [1] 范钦满,吴永海,徐诚. 基于 ISIGHT 的机 液耦合举升机构的优化设计, 机械设计与制 造,2009, (7) :39-41 [2] 廖林清,屈翔,雷刚. 基于多学科的活塞优 化 设 计 方 法 . 中 国 机 械 工 程 , 2009,20 (9):1123-1125 [3] 赵伶丰,王海龙,白光明,等。航天器多学 科设计优化技术综述, 航天器工程, 2007,16 (5) :104-108 [4] Monell D, Mathias D, Reurher J. et al. Multi-disciplinary analysis for future launch systems using NASA, Advanced engineering Environment, AIAA,2003
利用工业界现有的各学科分析设计工具, 在分布 式计算机网络上集成各学科或子系统已有的丰 富知识与经验, 对复杂系统进行综合设计, 以达 到缩短设计周期, 降低产品开发成本和提高产品 竞争力的目的。 多学科优化设计技术的实质是利用优化原 理为产品的全寿命周期设计提供理论基础和实 施方法, 这与并行工程的思想非常接近。 总而言 之,多学科设计优化技术是系统科学、优化论、 工程设计学、 并行工程理论、 分布式网络计算技 术与各学科分析方法相结合的产物。 1.2 多学科优化设计软件 Isight 目前市场上流行的主流 CAD/CAE 软件, 很 多都带有各自的优化计算模块, 但都受限于单学 科,进行结构、控制等方面的优化设计。随着计 算机技术的不断发展, 多学科优化设计软件得到 了迅猛的发展。 ISIGHT 软件起源于 GE90 航空发动机,是 由美国 Engineious 公司出品的过程集成、 优化设 计和稳健性设计的软件,已经具备 30 多年的发 展历史,市场占有率达到 70%以上,可以将数 字技术、推理技术和设计搜索技术有效融合入, 并把大量的需要人工完成的工作由软件实现自 动化处理, 好似一个软件机器人在代替工程设计 人员进行重复性的、 易出错的数字处理和设计处 理工作。目前在航空、汽车电子、机械、化工等 产业得到广泛的应用。 在国内, 已经在清华大学、 上海交通大学。 北京航空航天大学等学校, 以及 航空航天、机械、动力等相关行业得到应用。由 于 isight 软件所倡导的多学科优化设计和基于质 量工程设计方法在国内的应用还刚刚起步, 所以 它的应用无疑会大大提升国内制造业数字化、 信 息化和现代化的水平。

abaqus Isight参数研究与结构优化CH01-Isight与功能原件介绍

abaqus Isight参数研究与结构优化CH01-Isight与功能原件介绍

Abaqus_Isight參數研究與結構優化CH01 Isight與功能元件介紹
簡歷
2
01
Isight綜覽
Isight介紹
參數研究
Y 1
限制範圍
初始設計
產品優化
X 2
評估設計變數對結果之貢獻
核心架構
Sim-flow
Dataflow
軟體介面
功能列
模型樹Sim-flow建立區
02
各功能元件
功能元件
•Isight內之功能元件大致上可以分為驅動元件
與應用(Application component)
•驅動元件:下達命令給Sim-flow執行
•應用元件:根據要求執行命令
運行概念
實驗設計元件
優化元件參數擬合
近似模型
03
Abaqus元件
Abaqus元件
之最大差異來自於幾何外型,如果欲研究幾何尺寸對響
設定Abaqus元件
設定Abaqus元件設定Abaqus元件
設定Abaqus元件參考資料
本次課程要點。

基于iSIGHT的重卡车架优化设计

基于iSIGHT的重卡车架优化设计
b i n i n g wi t h mo d e r n d e s i g n me t h o d s a n d e x p e i r e n c e s , o p t i mi z a t i o n s o f t w a r e i S I GHT wa s u s e d t o i n t e g r a t e
( U r u m q i , X i n j i a n g , 8 3 1 4 0 1 , C h i n a ) Ab s t r a c t : T h e f r a m e o f a h e a v y - d u t y t r u c k w a s t a k e n f o r t h e r e s e a r c h o b j e c t . A c c o r d i n g t o t h e C A T I A
An Op t i mi z a t i o n De s i g n o f t h e He a v y Tr u c k Fr a me b a s e d
o n i S I GHT
Go u Ch u n me i , Wu Mi n, Do n g J i n g
Vo 1 . 4 6 N o . 6
De c . 2 01 7
设计 ・ 计算・
基于 i S I G H T的重卡车架优化设计
苟春梅 吴 民 董 静
( 新疆交通职业技术学院汽车工程分院 新疆
乌鲁木齐
8 3 1 4 0 1 )
摘 要: 以某企业重型载重汽车车架为研 究对象, 根据 C A T I A三维实体模 型, 应 用有限元前处理软
a n a l y s i s o f t h e f r a me w a s p r o c e s s e d i n AB A Q U S . S t a t i c a n l a y s i s , i n c l u d i n g b e n d i n g a n d t o r s i o n , w a s i mp l e —

用iSIGHT实现车身冲压件成形自动优化设计

用iSIGHT实现车身冲压件成形自动优化设计

用iSIGHT实现车身冲压件成形自动优化设计Automatic Optimization of Forming Design for Auto-bodyStamping Parts Using iSIGHT刘伟1、杨玉英1、邢忠文2(1.哈尔滨工业大学材料科学与工程学院,2.哈尔滨工业大学机电工程学院)Email:liuweihit@摘要: 车身冲压件成形工艺受到许多因素的影响,合理地确定这些参数具有至关重要的作用。

本项目采用iSIGHT的集成、优化手段与数值模拟技术相结合的方法,针对板料成形中拉深筋阻力优化设计问题,结合国际板料成形数值模拟会议Benchmark标准考题,研究了自动优化设计的实现技术。

关键词:板料成形,优化设计,数值模拟Abstract:There are many factors which have much influences on the forming process of auto-body stamping parts, so how to determine these variables properly become very important. Both the integration and optimization method of iSIGHT and the numerical simulation technology, in this project, have been applied to solve the optimal design problem of drawbead restraining force. Coupled with a NUMISHEET‘93 Benchmark Case, implementation technology of automatic optimization has been studied.Key words:Sheet Forming, Optimization Design, Numerical Simulation1 项目简介在汽车工业中,70%的零部件是采用冲压成形的方法制造的,尤其是车身冲压件。

基于Isight∕Nastran的车渡船跳板结构优化设计

基于Isight∕Nastran的车渡船跳板结构优化设计

基于Isight∕Nastran的车渡船跳板结构优化设计车渡船是一种用于运输汽车或其他车辆的船只,而跳板结构是车辆驶入或离开车渡船时必须经过的部分。

因此,跳板结构的设计对于车渡船的安全运营具有至关重要的作用。

现在,我们将使用Isight/Nastran这对辅助工具,进行一个车渡船跳板结构的优化设计。

首先,我们将利用CATIA V5建立跳板模型,并设计出需要考虑的几个参数。

第一个参数是跳板自重,第二个参数是跳板限制挠度,第三个参数是跳板承受的最大荷载。

接下来,我们使用Isight对这些参数进行优化。

在Isight中,我们将先设定我们要优化的目标,也就是减小跳板自重、限制挠度和增加承载荷载。

然后,我们将给出参数的上下限范围,以确保优化结果的物理可行性。

接下来,我们利用Nastran进行跳板结构的仿真。

Nastran是一种常用的有限元分析软件,可以使用它对跳板结构进行受力分析,计算出其在不同荷载条件下的应力和位移。

在这个步骤中,我们将采用一种叫做静态力学分析的技术,通过对跳板进行不同荷载的受力分析,然后根据分析结果进行优化设计和调整。

最后,我们通过调整参数和重复运行仿真,直到达到最优化的跳板结构。

这个跳板结构必须符合我们的目标,即自重轻、挠度小、承载量高。

同时,这个结构还必须满足各种物理约束和实用需求,例如安全性、可靠性、耐久性等。

因此,在优化过程中我们需要综合考虑这些要素。

总之,基于Isight/Nastran工具的车渡船跳板结构优化设计,为车渡船跳板结构的设计和安全运营提供了很大帮助。

这种实用工具的引入,将大大提高跳板结构的设计效率和准确性。

在进行车渡船跳板结构优化设计之前,我们需要首先了解相关的数据并进行必要的分析。

以下是一些与车渡船跳板结构相关的数据:1. 跳板自重:根据船型和船舶规模不同,跳板自重范围在5-20吨之间。

这个数据是在设计船舶时必须考虑的一个关键参数,过重的跳板会增加整个船舶的负荷,降低运载效率。

基于Isight的车辆速比优化匹配设计

基于Isight的车辆速比优化匹配设计
设 计 值 ;F ,为 最 大 驱 动 力 ;F 为 路 面 最 大 附
着力。 为 了提 高 运算 速 度 , 本 文 采用 多 岛遗 传 优 化
算法进行联合仿真。遗传算法是借助和模仿生物 进 化适 者 生存 的 规 律 , 通 过 对优 化 问题 的解 空 间
个 体进 行编 码 , 再 对 所编 码 个 体 种群 开展 遗 传操
块 等 。图 2为模 型 在 C r u i s e软 件 的初 步仿 真 , 显 示 车辆 在 U D C工况 下需 求车 速和 实 际车速 一 致 , 车速跟 随性 能较好 . 动力性 指标 满足 设计 要求 。
2 . 2 建 立联 合优 化仿 真模 型 图 3为 I s i g h t 和C r u i s e联 合 仿 真 流 程 图 . 利
2 8
福建 工程 学 院学报
第 1 5卷
作, 主要 有选 择 、 交叉 、 变异 等 , 最后通 过迭 代在新 种 群 中找 最优 解或较 优解 的组 合 。多 岛遗传算 法 则是 对遗 传算 法 进 行 改进 , 从 而获 得 更 优 良的 计算 效率 和全 局求 解能 力 。多 岛遗传算 法将 一个 大种 群分 成 若 干子 种 群— — 岛 , 并 在 每个 岛上 运
h 为1 0 0
由表 3可 以看 出 , 动 力 性 除爬 坡 度 ( 优 化 前 4 9 . 5 %; 优 化后 5 3 . 7 9 %) 以外 。 最 高车 速和 1 o 0 k m加 速时 间在 优化后 均 下降 , 但 仍然 满 足表 2的
k m加速时间; £ 矗 0 。 k h 为1 0 0 k m最高加速时 间
表 1 样车基本 参数
表 2 车 辆 设 计 要求

基于ISIGHT的轨道板运输车可靠性优化设计

基于ISIGHT的轨道板运输车可靠性优化设计

基于ISIGHT的轨道板运输车可靠性优化设计王道成【摘要】轨道板运输车设计多依赖于经验,机身结构有较大的刚度、强度余量.为了保证结构的可靠性,充分发挥材料的承载性能,提出一种基于ISIGHT的轨道板运输车可靠性优化方法.该方法在原始设计时考虑不确定性因素对结构可靠性的影响,并将其集成到多学科优化软件ISIGHT中,构建神经网络近似模型,通过蒙特卡洛模拟技术,对结构进行6 sigma质量分析;在质量分析的基础上引进优化模块,最后采用多岛遗传算法对目标函数寻优.结果表明,原始设计的轨道板运输车结构不满足可靠性设计要求;优化后,在满足结构可靠性的条件下,轨道板运输车结构质量减少了1900.58 kg,与优化前质量相比自重降低了13.89%,优化效果显著,对轨道板运输车的结构设计及改进有重要的实际意义.【期刊名称】《装备制造技术》【年(卷),期】2019(000)002【总页数】5页(P69-73)【关键词】轨道板运输车;可靠性优化;神经网络近似模型【作者】王道成【作者单位】中铁四局集团有限公司第八工程局公司,安徽合肥 230041【正文语种】中文【中图分类】TU6440 引言图1所示轨道板运输车是用于在城市地铁及铁路上运输无砟轨道板的机械设备[1-2],其主要结构包括T型轮架、传动系统、控制系统和司机室等,整车高1.54 m,长12.6 m,宽2.5 m,其前后轮组轴距B为7 m。

轨道板运输车的工作原理是通过传送带装载轨道板,由液压支撑系统固定,防止其在运输过程中发生滑移,运输到指定位置后由传送带卸载轨道板。

轨道板运输车作为一种大型机械设备,结构复杂,设计多依赖于经验,为保证整车运输安全性,其刚度、强度均有较大的富余量,造成材料浪费,因此有必要对其结构进行可靠性优化设计。

本文基于多学科优化软件ISIGHT中6 Sigma质量优化理论,在保证轨道板运输车可靠性的条件下,对其结构进行优化设计。

图1 轨道板运输车结构简图1 轨道板运输车结构6 Sigma分析轨道板运输车采用材料为Q345钢,材料许用应力[σ]=257 MPa,许用静刚度[f]=B/900=7.78[3],取以下两种工况:工况1:载荷作用于传送链条上,校核强度;工况2:载荷作用于传送链条上,校核刚度。

Isight平台理论与方法及其在产品结构设计与优化中的应用研究

Isight平台理论与方法及其在产品结构设计与优化中的应用研究

10.16638/ki.1671-7988.2021.08.021Isight平台理论与方法及其在产品结构设计与优化中的应用研究李佳霖,李劲松,李美(海南大学机电工程学院,海南海口570228)摘要:Isight平台是集成、自动化和优化设计过程的通用软件框架,广泛应用于产品结构设计和优化工作中。

文章不仅对其理论和方法进行了详细的描述,而且给出了一个工业实例,以说明该平台的应用。

结果表明,Isight平台能够集成多种类型的软件,并基于其数据集成和数据处理等能力实现自动分析,与传统的产品设计和优化方法相比具有更大的优势。

此外,文章对同类研究问题也具有一定的指导意义和参考价值。

关键词:Isight平台;数据集成;数据处理;多目标优化;算法中图分类号:U461.99 文献标识码:A 文章编号:1671-7988(2021)08-63-05Isight Platform Theory and Method and its Application in Product StructureDesign and OptimizationLi Jialin, Li Jingsong, Li Mei(College of Mechanical Engineering ,Hainan University, Hainan Haikou 570228)Abstract:The Isight platform, which is a generic software framework for integration, automation, and optimization of design processes, is widely used in product structure design and optimization jobs. This study not only provides a detailed description on its theory and method, but gives an industrial case in order to illustrate the application of the platform. The results show that the Isight platform can integrate many types of software and realize automatic analysis based on its capability such as data integration and data processing, and have more advantages compared with the traditional product design and optimization methods. In addition, this paper also has certain guiding significance and reference value for the same type of research problems.Keywords: Isight platform; Data integration; Data processing; Multi-objective optimization; AlgorithmCLC NO.: U461.99 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2021)08-63-05前言在传统产品结构设计和优化中,在获得最终方案之前,通常需要根据方案参数的变化进行多次模拟分析和实验验证。

基于Isight的中心架与隔板装配结构优化设计

基于Isight的中心架与隔板装配结构优化设计

基于Isight的中心架与隔板装配结构优化设计隔板与中心架是车身结构中非常重要的部分,起到增强车身刚度和保护车内乘员的作用。

设计一款优秀的隔板与中心架结构十分重要,需要考虑许多因素,如材料的强度、重量、成本等。

在此背景下,Isight软件成了优化设计的首选工具。

首先,我们需要建立结构模型。

中心架的基础设计已经完成,但隔板还需要进行设计。

我们使用CATIA建立结构模型,将其导入Isight进行后续的优化。

我们需要考虑的第一个因素是结构的重量。

通过调整隔板的材料和厚度,可以减轻整个结构的重量。

我们设置参数为盖板厚度和材料强度,并且将其与中心架的参数(如轴距、车轮轮距)联合优化。

Isight可以在假设的约束条件下,利用仿真数据自动进行优化设计。

我们的优化目标是在不降低整体结构强度的前提下,尽可能地减少结构重量。

其次,我们需要考虑结构的刚度。

隔板和中心架的刚度很大程度上影响着整个车身的刚度。

我们希望在保证结构强度和整车底盘设计的前提下,增加结构的刚度。

通过Isight的优化设计,我们调整隔板的材料和厚度,并将其与中心架的参数集成在一起,来寻找刚度最大化的参数组合。

最后,我们需要考虑节约成本。

在设计过程中,成本的考虑也是十分重要的。

我们设置了材料、制造成本等约束条件,从而最小化整个结构的成本。

通过Isight的优化设计,我们可以得到最优的结构设计方案,从而实现了成本的优化功能。

综上所述,Isight的优化设计能够通过自动化的结构优化来实现隔板与中心架的优化设计,包括重量、刚度和成本等方面的考虑。

同时,这个工具能够通过合理的约束条件,确保结构的合理性和强度。

这种利用Isight进行结构优化的方法也可以广泛地应用于其他行业的产品设计中。

数据分析是在业务或科学领域中查找,检查和解释数据模式的过程。

在不断发展的数字时代,数据分析在各种领域中变得越来越重要,例如金融、市场营销、医疗保健等。

以下是一个简单的数据分析案例。

基于iSIGHT的多学科设计优化技术研究与应用

基于iSIGHT的多学科设计优化技术研究与应用

基于iS IGHT 的多学科设计优化技术研究与应用泰山石膏股份有限公司 任 利 山东农业大学机械与电子工程学院 邵园园临沂师范学院工程学院 韩 虎 摘 要:阐述了多学科设计优化技术,在iSI GHT 、Pr o /E 和Ansys 软件集成环境下,对轴承座进行多学科设计优化。

并对在单学科设计优化和多学科设计优化的环境下得到的优化结果进行了比较,得出了多学科设计优化结果更加有效地达到了优化目标的结论。

关键词:多学科设计优化;iSI GHT;软件集成Abstract:The technol ogy of multidisci p linary design op ti m izati on is elaborated 1Bearing bl ock multidisci p linary de 2sign op ti m izati on is conducted under the integrated envir on ment of iSI GHT,Pr o /E and Ansys,and the op ti m izati on result is better than that fr om single -disci p linary design op ti m izati on 1Keywords:multidisci p linary design op ti m izati on;iSI GHT;s oft w are integrati on1 多学科设计优化技术多学科设计优化(Multidisci p linary Design Op 2ti m izati on -MDO )是当前国际上飞行器设计研究中一个最新、最活跃的领域。

按照Jar osla w Sobieszczanski -Sobieski 的看法[1],MDO 是用于进行系统设计的方法,这种系统包括多个相互耦合的学科,设计师可以在这些学科上显著地影响系统的性能。

利用Isight进行车辆操稳及平顺性的协同优化研究_广汽

利用Isight进行车辆操稳及平顺性的协同优化研究_广汽

[Abstract] The parameter optimization of the springs ,dampers and anti-roll bars of a car, for ride
comfort and handling, is investigated based on a cooperative simulation using multi-body models and multi-objective optimization tools. The results show that ride comfort and handling of the car are improved simultaneous ly, indicating that the cooperative optimization method is efficient to the multi-objective trade-offs in vehicle development. Key words : Suspension; Handling; Ride Comfort; Multi-Objective Optimization;
性仿真分析的有效方法[1 ,2] 。本文利用多体动力学 软件ADAMS/Car 分别建立前悬架、后悬架、转向 系、动力总成和轮胎等子系统模型,质量和转动惯 量参数则从CATIA 三维数模计算或试验得到,从 而建立了某轿车整车多体动力学模型(图1)。该 整车技术条件如表1。 建模过程中有如下假设: ( 1) 对于理想铰链,除转动铰、滑动铰外,皆忽略内部 摩擦及阻尼;(2)整车零部件中,除弹簧、橡胶 件、扭杆弹簧、轮胎等弹性元件外,其余均按刚体 考虑。
车瞬态操纵过程中车辆侧向加速度与横摆角速度 之间的时间延迟;它通常也根据 ISO 3888 双移线 测试方法,由在固定车速 90km/h 下测得上述两个 信号的时滞互相关函数来确定(图 2) 。它影响司 机转向输入与车辆响应之间延迟的判断。

基于iSIGHT的铁道车辆横向稳定性优化设计

基于iSIGHT的铁道车辆横向稳定性优化设计

文章编号:1008-7842(2010)02-0019-03基于iSIGHT 的铁道车辆横向稳定性优化设计钟 睦,曹炜洲,黄尊地(中南大学 交通运输工程学院,湖南长沙410075)摘 要 提出了一种铁道车辆横向稳定性的优化集成设计方法,其基本原理是采用多体系统动力学分析软件SIMPAC K 建立铁道车辆动力学模型,采用优化软件iSIGH T ,实现与SIMPAC K 的数据传递与过程集成,运用多岛遗传算法和序列二次规划算法相结合的优化策略,对铁道车辆悬挂参数进行优化设计,提高铁道车辆的临界失稳速度,改善其横向稳定性。

实际分析计算表明,该设计方法可显著提高设计效率。

关键词 车辆;稳定性;优化;iSIGH T ;SIMPAC K;多岛遗传算法;序列二次规划中图分类号:U270.1+1 文献标志码:A 机车车辆在直线轨道上运行时,会产生具有自激振动特性的蛇行运动,通常称为横向稳定性。

当机车车辆失稳时,自激振动会变得十分激烈,导致车辆运行品质的恶化、部件磨损和疲劳的加快,也限制了列车速度的提高,甚至危及行车安全。

因此提高横向稳定性是机车车辆设计的一个重要方面。

1 理论基础铁道机车车辆系统的运动微分方程组可表示为[1]:[M ]{¨q }+{[C ]+[C WR ]v}{ q }+{[K ]+[K WR ]}{q }=0(1)式中[M ]为惯性矩阵;[C ]为黏性阻尼矩阵;[C WR ]为蠕滑阻尼矩阵;[K ]为刚度矩阵;[K WR ]为蠕滑刚度和接触刚度矩阵;[q ]为位移向量(列矩阵);v 为车辆运行速度。

系统的稳定性可根据式(1)的特征值来判别。

如果特征值的实部出现正数,则系统失稳。

系统特征值与车辆运行速度有关,系统开始失稳时对应的速度称为临界失稳速度。

临界失稳速度反应了横向稳定性的优劣。

临界失稳速度越高,横向稳定性越好。

在机车车辆设计中,可以通过合理选择悬挂参数,来获得较高的临界失稳速度。

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基于ISIGHT的车体结构优化分析
Body Structures Optimization Analysis By Isight
高岩蔡华国周定陆
长安汽车股份有限公司汽车工程研究总院CAE所
摘要:基于参数化建模工具、网格变形技术,应用Isight平台进行优化分析,对车体结构的性能进行优化。

关键词:参数化;网格变形;优化
Abstract: Body structures optimization analysis, Which based on the tool of build parameter model or technology of morph, Optimize analysis control by isight.
Key words: parameter; morph; optimize
1引言
设计变量、目标和约束条件是优化设计的三要素。

Isight作为一款循环控制的优化平台,自动化驱动工作流程,不断迭代,让工程师更专注与专业技术,自动化流程大大缩短设计周期。

Isight优化平台已经广泛的应用于汽车设计的CAE分析优化,如CFD优化分析、油耗优化分析等。

但是由于Isight是以改变设计参数作为变量的优化控制平台,而汽车结构有限元计算的参数数量巨大,不易直接改变,可明显改变的只有料厚、材料等信息,对于节点的位置优化由于数量巨大且难以控制,一直是从事车体结构分析人员想解决的一个难题。

随着CAE技术的发展,越来越多的软件公司已经注意到车体结构方面拓扑优化的这个瓶颈问题,所以对越来越多的参数化建模工具,网格变形技术软件进行了研发。

基于这些软件,使利用这些软件进行参数设置从而控制车体结构的拓扑结构,利用Isight优化平台调用有限元分析软件进行车体结构优化的过程成为可能。

进一步推动CAE驱动设计,使CAE在概念设计阶段发挥更大的作用。

2建立参数(设计变量)
2.1拓扑结构变化参数
2.1.1参数化建模工具
利用参数化建模软件,对下车体进行参
数化建模,用参数化的下车体模型与非参数
化的上车体模型耦合,形成分析用的模型,
参数化模型的各个参数可以作为设计变量,
进行优化分析
图1 某车型下车体参数化模型
2.1.2网格变形技术
利用网格变形软件,录制网格变形路
径为参数,此参数作为设计变量,进行优
化分析
图2 某车型网格变形参数设置模型
2.2 料厚优化参数
以可变零件的料厚为设计变量,进行参数化设置
3分析流程
对参考车进行基础分析,根据分析结果设定目标值;对参考车进行参数化建模,进行结构拓扑优化灵敏度分析,选择合适的参数进行优化分析;同时对参考车进行料厚优化的灵敏度分析,选择合适的参数参与料厚优化分析。

通过ISIGHT平台控制,进行优化分析。

4优化方法
目前,一般采用Isight提供的DOE优化方法,在DOE分析中,几何参数和材料厚度参数在DOE分析中将同时应用。

因为优化参数的选择对计算量影响很大,一般采用优化拉丁方法,由于优化拉丁方法每次生成的矩阵不同,所以可以采用多台计算机同时优化计算来加快优化速度。

5结论
基于ISIGHT优化方法,利用参数化建模工具或者网格变形技术进行参数化设置、同时考虑料厚变化的车体结构多目标优化可以节约大量优化方案人工校核计算的时间,使工程师更专注于解决更专业的技术问题。

此方法大量广泛应用于设计初期,使CAE人员在设计前期介入成为可能,改变以往依靠工程师经验进行前期设计的弊端,在设计前期,进过CAE的分析,向设计人员建议较好的断面结构,以及关键梁的布置等工作,减少后期的反复计算更改。

由于这个阶段,设计自由度相对较多,可以优化的空间更大,以便节约时间,降低成本。

参考文献
[1]张胜兰,郑冬黎,郝琪,李楚琳. 基于HyperWorks的结构优化设计技术. 北京:机械工业出版社,2007:159-284
[2]石琴,卢利平, 基于有限元分析的发动机罩拓扑优化设计, 机械设计与制造, 2009 年6 月第6 期
[3]陈玉杰,张代胜, 客车车身结构概念设计中的优化分析,设计与研究, 机械 2007 年第12 期总第34 卷
[4]庄毅胜,黄妙华,周星亮,基于拓扑优化的电动游览车车身优化设计,轻型汽车技术2009(7/8)总239/240
[5]姜欣,陈勇等,前期白车身构架优化设计,DS.SIMULIA 2009年中国区用户论文集。

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