一种机车车体轻量化优化方法

摘要

本发明公开了一种机车车体轻量化优化方法，包括步骤A.写一个对壳单元组件的单元厚度进行参数化的第一APDL脚本文件；B.写一个提取并写出节点组件的最大应力的第二APDL脚本文件；C.写一个第三APDL脚本文件；写一个第四APDL脚本文件；写一个第五APDL脚本文件；写一个第六APDL脚本文件；D.搭建task流程；E.进行DOE计算；F.取参与求和的敏感度值所对应的设计参数参与优化计算；G.以满足强度和刚度约束条件而且使目标值最小的一组设计参数的值作为优化计算的各个设计参数的初始值；H.进行优化计算；I.最先满足全部工况要求的解，就是优化计算的结果。本发明优化效果好，能充分发挥车体各个部件的承载能力，使车体重量大幅度减轻。

主权项

一种机车车体轻量化优化方法，其特征在于，包括步骤A.把组成车体有限元计算模型的壳单元按不同材料、不同厚度、不同部件进行分组，建立不同材料、不同厚度、不同部件的壳单元组件，将各个壳单元组件的单元厚度参数化；写一个对各个壳单元组件的单元厚度进行参数化的第一APDL脚本文件；B.对计算模型中的不同材料的焊缝和非焊缝节点进行分组，并建立若干节点组件；写一个提取并写出各个节点组件的最大应力的第二APDL脚本文件；C.写一个用于读入计算模型、读入设计参数和强度计算工况并进行强度计算、读入第二APDL脚本文件的第三APDL脚本文件；所述设计参数为步骤A中参数化后的各个壳单元组件的单元厚度；写一个提取并写出计算模型全部壳单元质量的第四APDL脚本文件；写一个提取并写出计算模型低阶垂向弯曲固有频率的第五APDL脚本文件；写一个用于读入计算模型、读入设计参数、读入第四APDL脚本文件、进行模态计算、读入第五APDL脚本文件的第六APDL脚本文件；D.在isight软件中搭建task流程并调试直至正确；E.把过程组件task改成过程组件DOE，得到DOE计算流程，按设计参数的个数确定DOE计算的样本点数，设置各个设计参数的取值范围，选择DOE计算的算法，设置目标变量，进行DOE计算；F.对设计参数进行敏感度分析，按照敏感度从大到小依次叠加求和，设置敏感度求和阈值，当求得的敏感度和值大于或等于敏感度求和阈值时，停止求和并取参与求和的敏感度值所对应的设计参数参与优化计算；G.用强度和刚度约束条件对DOE计算结果进行筛选，找出满足强度和刚度约束条件的全部设计参数值，从中选择一组使目标值最小的设计参数的值作为优化计算的各个设计参数的初始值；H.在isight中搭建优化计算流程，设置优化算法，把DOE计算所确定的设计参数及其取值作为优化设计变量及其初始值，设置设计参数的取值范围，设置约束变量的约束条件，设置目标变量的优化方向，进行优化计算；I.对优化结果按照优劣顺序依次进行全工况验证，最先满足全部工况要求的解，就是优化计算的结果。