一种发动机曲轴结构的优化方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115048747A(43)申请公布日2022.09.13(21)申请号202210787945.7(22)申请日2022.07.06(71)申请人桂林电子科技大学地址541004广西壮族自治区桂林市七星区金鸡路1号(72)发明人莫秋云李乐林升垚黄中顺毛晓峰王国强王艳平王思远(51)Int.Cl.G06F30/17(2020.01)G06F30/23(2020.01)G06F119/02(2020.01)G06F119/14(2020.01)权利要求书1页说明书2页附图1页(54)发明名称一种发动机曲轴结构的优化方法(57)摘要本发明公开了一种发动机曲轴结构的优化方法，包括以下步骤：软件互联；建立模型；设置输入变量；网格划分；设置优化目标；筛选敏感性参数；DOE实验设计；构建响应面；优化设计及验证。本发明从优化结果看，在满足结构强度的条件下，优化结构模型与原模型相比，最大应力和最大变形均下降，结构更加合理，此结构优化设计方法可为其他产品设计提供参考。CN115048747ACN115048747A权利要求书1/1页1.一种发动机曲轴结构的优化方法，其特征在于，包括如下步骤：1)软件互联：使用ANSYSCAD配置管理器将ANSYSWorkbench与SOLIDWORKS互联；2)建立模型：在三维建模软件SOLIDWORKS中根据发动机曲轴参数建立模型；3)设置输入变量：运用SOLIDWORKS工具中的方程式设置输入变量，格式为DS_名称；模型导入Workbench并进入DesignModeler设置优化变量的参数集；4)网格划分：采用Mesh对模型划分网格，使网格质量达到较好水平；5)设置优化目标：设置模型的材料属性，施加载荷等边界条件，运用静力学分析得到等效应力和总变形值，并将两者作为优化目标；6)筛选敏感性参数：采用DesignExploration模块中的ParametersCorrelation，样本点类型选择Auto，样本点生成类型选择Spearman；根据敏感性表筛选出敏感性参数；7)DOE实验设计：通过OptimalSpaceFillingDesign实验设计方法建立一系列取值点，设计类型选择MaximumEntropy，样本类型FullQuadraticModelSamples；8)构建响应面：响应面构建类型选择Kriging，构建的响应面连续光滑，质量很好；9)优化设计及验证：选用Screening优化算法对DOE实验数据进行筛选，从而得到合适的尺寸参数，满足优化目标，得到优化后模型的等效应力值和总变形值。2.根据权利要求1所述的一种发动机曲轴结构的优化方法，其特征在于，所述步骤5中的模型材料属性为42CrMo。3.根据权利要求1所述的一种发动机曲轴结构的优化方法，在优化过程中SOLIDWORKS和ANSYSWorkbench均处于打开状态。2CN115048747A说明书1/2页一种发动机曲轴结构的优化方法技术领域[0001]本发明涉及发动机曲轴领域，尤其涉及一种四缸曲轴的结构优化设计方法。背景技术[0002]曲轴工作过程中存在结构强度低和疲劳失效问题，各生产商对此都在采取改进措施，希望获得对类似领域的产品能满足轻量化和结构合理性要求；因此有必要对其结构优化方法进行研究。发明内容[0003]本发明的目的是为了解决发动机曲轴结构强度低和疲劳失效问题，同时能满足轻量化要求，而提出一种发动机曲轴结构的优化方法。[0004]为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：一种发动机曲轴结构的优化方法，包括如下步骤：1)软件互联：使用ANSYSCAD配置管理器将ANSYSWorkbench与SOLIDWORKS互联；2)建立模型：在三维建模软件SOLIDWORKS中根据发动机曲轴参数建立模型；3)设置输入变量：运用SOLIDWORKS工具中的方程式设置输入变量，格式为DS_名称；模型导入Workbench并进入DesignModeler设置优化变量的参数集；4)网格划分：采用Mesh对模型划分网格，使网格质量达到较好水平；5)设置优化目标：设置模型的材料属性，施加载荷等边界条件，运用静力学分析得到等效应力和总变形值，并将两者作为优化目标；6)筛选敏感性参数：采用DesignExploration模块中的ParametersCorrelation，样本点类型选择Auto，样本点生成类型选择Spearman；根据敏感性表筛选出敏感性参数；7)DOE实验设计：通过OptimalSpaceFillingDesign实验设计方法建立一系列取值点，设计类型选择MaximumEntropy，样本类型FullQuadraticModelSamples；8)构建响应面：响应面构建类