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一種梁概念模型及優(yōu)化處理方法

提出一種在車輛概念階段改進(jìn)NVH特性的模型。該模型保留了一維梁的參考橫斷面，在優(yōu)化過(guò)程中重新調(diào)整梁時(shí)，對(duì)梁采用通用的橫斷面性質(zhì)描述，因而簡(jiǎn)化了梁概念的表達(dá)，且沒(méi)有破壞與詳細(xì)有限元模型的聯(lián)系。該模型經(jīng)過(guò)一系列梁橫斷面驗(yàn)證，表明其計(jì)算時(shí)間短、應(yīng)用方便。

梁是概念模型中的重要組件。在車身和底盤(pán)有限元模型中，梁是承載的主要結(jié)構(gòu)。概念簡(jiǎn)化通常使用一維概念梁，這樣節(jié)點(diǎn)數(shù)可大幅度減少，如典型的車輛發(fā)動(dòng)機(jī)支架模型有7329個(gè)節(jié)點(diǎn)，而由一維梁組成的等效概念模型只有194個(gè)節(jié)點(diǎn)。

一維梁概念模型的優(yōu)化方法可以分為標(biāo)準(zhǔn)截面邊框、不規(guī)則截面邊框和一般截面邊框3種。標(biāo)準(zhǔn)截面邊框方法選取與真實(shí)截面在垂直一維梁軸平面投影最接近的標(biāo)準(zhǔn)截面邊框，直接得到尺寸和厚度，并自動(dòng)獲得參數(shù)模型用于優(yōu)化分析。不規(guī)則截面邊框方法用點(diǎn)和片段以及相應(yīng)的厚度描述真實(shí)截面在垂直一維梁軸平面的投影，可以控制模型精度和復(fù)雜程度。與前兩種方法相比，一般截面邊框方法不考慮界面的幾何信息，而是直接用等價(jià)的截面性質(zhì)表示，如面積和轉(zhuǎn)動(dòng)慣量等。在尺寸優(yōu)化中，這些量變成自動(dòng)設(shè)計(jì)變量。

刊名：Finite Elements in Analysis and Design（英）

刊期：2012年第60期

作者：P. Mihaylova

編譯：周沖