汽车柔性飞轮参数优化设计方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108280315A(43)申请公布日2018.07.13(21)申请号201810186026.8(22)申请日2018.03.07(66)本国优先权数据201711206152.72017.11.27CN(71)申请人湖北六和天轮机械有限公司地址433000湖北省仙桃市工业园区创业路1号(72)发明人陈坤男汤桃红陈亚宇周孟祥杨赛(74)专利代理机构武汉智嘉联合知识产权代理事务所(普通合伙)42231代理人周伟(51)Int.Cl.G06F17/50(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图3页(54)发明名称汽车柔性飞轮参数优化设计方法(57)摘要本发明提供了汽车柔性飞轮参数优化设计方法，包括登录界面模块、设计进入界面模块、参数输入界面模块、参数计算界面模块、链接ANSYSAPDL界面模块、分析结果界面模块；本发明改善了一般以经验法则与试误法为主的柔性飞轮设计程序，不需要过多的人为干涉，其生成APDL代码的过程快捷、方便，而且容易修改，避免很多重复的工作，能够节约大量的建模时间，将复杂载荷和边界条件定义成基本变量和因变量的连续或非连续方程，参数化建模。可大幅缩减设计时程；简单明了的柔性飞轮参数化设计系统用户接口，用户不需具艰涩的分析理论基础，即能完成柔性飞轮之优化设计。CN108280315ACN108280315A权利要求书1/2页1.汽车柔性飞轮参数优化设计方法，包括如下步骤：步骤1，建立EXCEL人机交互界面，设置EXCEL与ANSYS的接口；步骤2，在EXCEL交互界面选择柔性飞轮样式与模块，勾选柔性飞轮设计参数及齿圈常数并输入参数初始值；步骤3，在EXCEL交互界面输入分析项目与分析设定参数后执行；步骤4，在EXCEL交互界面输入结构优化设定及控制参数后执行；步骤5，对输入的柔性飞轮设计参数及齿圈常数根据系统内部自带的设计程序进行计算分析，将计算出的飞轮主要结构参数以ANSYSAPDL语法自动绘制飞轮模型；步骤6，对选定之分析项目进行静态分析、离心负载分析、模态分析及疲劳分析等；步骤7，调用分析软件ANSYS输出比对分析数据结果是否合乎各项设计需求，如果是各项分析结果，并结束，若为否则进行下一步骤；步骤8，以ANSYSAPDL语法进行结构优化并重复各项分析计算，以柔性飞轮之厚度、横截面外形及应力孔之参数化形状及位置为设计变量，同时考虑静态分析、离心负载分析、模态分析及疲劳分析等结果为限制条件，进行兼顾柔韧性、强度、避开结构共振及轻量化等需求的柔性飞轮结构优化设计，其优化之数学模型如下：上式中，mf为柔性飞轮总质量(目标函数)，σvon为有限元分析所得之等效应力值，σd为设计应力值；nl为疲劳破坏寿命之分析值，NL为其下限；fi为柔性飞轮固有值，FL与FU分别为柔性飞轮固有值之下限与上限，共有r个自然频率纳入分析；xi设计变量，共有n个设计变量，上标Ｌ表示下限値，上标U表示上限値；步骤9，比对分析结果是否合乎各项设计需求，若为是则输出各项分析结果，并结束，若为否则进行结构优化计算准备，再进行静态分析、离心负载分析、模态分析及疲劳分析；步骤10，比对此阶段优化结果是否合乎各项设计需求，若为是则输出各项分析结果，并结束，若为否则计算各项分析值是否查过设定循环数，若为是则结束，若为否自动调整柔性飞轮之结构参数，返回步骤9。2.根据权利要求1所述的汽车柔性飞轮参数优化设计方法，其特征在于所述步骤2中的柔性飞轮设计的主要参数为：飞轮外直径、飞轮内孔直径、飞轮应力孔直径、飞轮应力孔节圆直径、应力孔与螺栓孔之角差、飞轮厚度、应力孔数目、螺栓数目。3.根据权利要求1所述的汽车柔性飞轮参数优化设计方法，其特征在于所述步骤2中齿圈常数为：齿圈齿数、齿圈节圆直径、齿圈根直径、齿圈内直径。4.根据权利要求1所述的汽车柔性飞轮参数优化设计方法，其特征在于一种汽车柔性飞轮参数化设计系统，包括登录界面模块、设计进入界面模块、参数输入界面模块、参数计2CN108280315A权利要求书2/2页算界面模块、链接ANSYSAPDL界面模块、分析结果界面模块；其特征在于登录界面模块连接设计进入界面模块，进入界面模块再连接参数输入界面模块，参数输入界面模块再连接参数计算界面模块，参数计算界面模块再连接链接ANSYSAPDL界面模块，最后ANSYSAPDL界面模块连接分析结果界面模块。5.根据权利要求4所述的汽车柔性飞轮参数优化设计方法，其特征在于所述登录界面模块用于进行用户识别及登录。6.根据权利要求4所述的汽车柔性飞轮参数优化设计方法，其特征在于所述设计进入界面模块用于选择进入参数输入界面模块。7.根据权利要求4所述的汽车柔性飞轮参数优化设计方法，其特征在于所述所述参数输