发布时间 : 星期六 文章关于Hypermesh拓扑优化模块的车辆结构轻量化 - 图文更新完毕开始阅读a385a9bf50e79b89680203d8ce2f0066f4336448
项目编号：
长春工业大学
大学生创新创业训练计划项目申请书
（创新训练项目）
项目名称 关于Hypermesh拓扑优化模块的车辆结构轻量化 所属一级学科名称 机械工程 所属二级学科名称 车辆工程 项目负责人 田德福 指导教师 杨士通 教师所在单位 机电工程学院
二〇一六年四月二十日
填 表 说 明
1．本申请书所列各项内容均须实事求是，认真填写，表达明确严谨，简明扼要。
2．申请人可以是个人，也可为团队，封面只填负责人。“项目编号”一栏不填。
3．本申请书统一要求A4纸型正反面打印，左侧装订成册。（装订要求：两钉装订法，位置分别为距离上、下页面边缘“7厘米”，距离左侧边缘“1厘米”附近处平行左侧边缘装订）
4．本申请书中除签字部分外，其它一律不准手写。中文统一用“仿宋_GB2312”字体，数字字母统一用“Times New Roman”字体。除特殊说明外，字号大小统一用小四号字。
5．根据情况，可在申请书中自行加页，但格式、内容、大小均须与原件一致。
6．未按上述要求填写或装订申请书的项目，一律不予立项。
一、项目基本情况 创新实验 项目名称 项 目 起止 日 期 姓 名 班 级 学 号 申 请 人 田德福 140110班 20140397 关于Hypermesh拓扑优化模块的车辆结构轻量化 2016年 4 月 —— 2017 年 4 月 所在学院 专 业 联系电话 机电工程学院 车辆工程 15754395632 每学期平均学分绩点 第一学期 第五学期 2.7 第二学期 第六学期 2.7 第三学期 2.6 第七学期 第四学期 第八学期 曾经参与的科研及获奖情况： 无 姓 名 项 田德福 目 张文钦 组 翟一臣 成 魏彭垚 员 赵承章 姓 名 职务/职称 联系电话 指 导 教 师 所在学院、专业 机电工程学院、车辆工程 机电工程学院、车辆工程 机电工程学院、车辆工程 机电工程学院、车辆工程 机电工程学院、车辆工程 杨士通 讲师 15843114900 所在学院 班 级 140110 140110 140110 140110 140110 学 号 20140397 20140410 20140408 20140402 20140412 所承担具体任务 总体方案设计 结构建模 模型修正 有限元编程 论文撰写 机电工程学院 专 业/ 车辆工程/车辆轻量化 研究方向 电子邮箱 yst@ccut.edu.cn 主要成果 ： 作为主要参加人在读博期间参加“某载重自卸车轻量化设计”横向项目1项，发表论文3篇，其中SCI检索3篇。
二、项目论证 （一）研究目的： 随着计算技术和汽车工业的发展，汽车结构的动态设计、优化和仿真技术越来越成为人们解决汽车安全性、舒适性、稳定性等问题的主要手段。然而在进行汽车动态设计、优化和仿真过程中，结构的拓扑优化是设计中的关键一环。本课题拟采用ANSYS软件的APDL语言对车辆结构建模，进而研究汽车结构在动态设计、优化和仿真中的因其有限元模型修改而产生的一系列计算问题，设计出对hypermesh中拓扑优化模块进行二次开发，编写出相应的程序模块。本课题涉及数学、力学和汽车工程领域，研究成果可以提高传统汽车动态设计、结构拓扑优化，节约计算成本和时间。 （二）研究内容： 在汽车结构动态设计、优化和仿真过程中，汽车结构模型修改涉及材料属性、零部件尺寸、车身拓扑形状以及各组件位置布局等修改。我们拟采用ANSYS的APDL语言，对结构部件建模，通过应用hypermesh中拓扑优化模块对车辆结构进行拓扑优化，通过自编程序，完成相关计算，尝试和ANSYS的无缝连接，做ANSYS的二次开发。 （三）国内外研究现状和发展动态： 近年来，我国在乘用车和商用车的产销量方面增长迅速。汽车工业代表着一个国家制造业发展的水平，开发独立自主的核心汽车产业技术是我们的必然选择[1]。随着燃料价格的不断攀升，车辆轻量化已成为大趋势。车辆轻量化能够节约能源，减少二氧化碳排放，同时还能提高运输效率、降低运输成本，并带来巨大的经济效益。所谓车辆轻量化，就是采用科学方法和手段对汽车产品进行优化设计，在确保车辆综合性能指标的前提下，通过使用新型材料，尽可能降低汽车产品自身重量，达到减重、降耗、环保、安全的综合目标[2]。 国外学者对基于结构优化的车辆轻量化进行了大量的研究工作，他们提出了先进的优化理念，将形状优化、尺寸优化等多种优化方法应用到实际研究中。例如，通用汽车公司的R.R.MAYER、密歇根大学的R.A.SCOTT和N.KIKUCHI应用拓扑优化技术以碰撞过程中最大吸收能量为目标对零部件进行了优化设计，优化后零件呈蜂窝状，在提高安全性的同时也减轻了结构重量。韩国汉阳大学的J-K.Shin等人采用拓扑优化与尺寸优化、形状优化相结合的优化方法，对轿车前车门内板进行了结构优化和轻量化，成功地使前车门内板的质量减轻了8.72%。 相比国外而言，我国在汽车轻量化方面的研究还处于起步阶段，但汽车轻量化进程刻不容缓，随着国家汽车轻量化技术创新战略联盟在宁波正式宣布成立，表明国内汽车轻量化的大幕已经开启。国内很多院校和学者都在轻量化方面做了大量的工作，上海交大的林忠钦教授课题组在结合汽车的耐撞性与轻量化方面作了卓有成效的工作，华中科技大学、北京航空航天大学、扬州大学等结合有限元优化方法开展了客车的轻量化的研究。在“十五”与“十-五”期间，我国在汽车轻量化材料技术方面开展了深入的研究并取得了一些成果，另外，宝山钢铁公司也在开发轿车用高强度钢板上做了大量的工作，并成功开发出DP，TRIP系列的车用高强度钢板，并逐渐推广运用到一汽轿车、奇瑞汽车公司的轿车车身上。 但国内的车辆轻量化和CAE分析技术尚存在如下不足：车身结构开发工作主要还是依
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