發動機缸體缸蓋的快速形狀及拓撲優化

背景

        客戶是一家北美領先的汽車制造商

       客戶希望能在氣缸蓋和缸體上嘗試做減重修改。該項目的交付期限很短,客戶希望在性能目標達到的前提下,從各個部件中實現合理的減重目標。此外,客戶希望同時進行形狀優化和拓撲優化,以提高材料利用率。同時,可以針對缸體上的筋作進一步優化設計和拓撲優化,實現動力總成的剛度和彎曲模態的優化方案。

解決方案

        由于時間至關重要,DEP團隊采用了“極簡設計方法”應用于該項目。極簡設計方法包括將設計更改盡可能減少,同時需要驗證工藝制造可行性。

形狀優化:

    形狀優化包括以下步驟:

  • 對初始輸入模型進行NVH,疲勞分析

  • 利用Meshworks建立參數化模型,獲取最優的重量以及和初始方案一致的性能;

  • 經過和制造團隊的討論,得到可行的設計修改空間;例如,合理的壁厚,翻邊厚度,筋的厚度,凸臺高度等;

  • 將參數化的變量值修改為合理范圍,以達到所有的目標值;

  • 所有的分析如下:

  1. 缸體疲勞分析;
  2. 缸孔變形分析;
  3. NVH分析 – 動力總成彎曲模態,偏移,以及附件加速度和噪聲分析。


拓撲優化

        用MeshWorks快捷的在缸體上直接增加筋或刪除筋,以及創建包絡拓撲空間

CAD-Morpher

  • 可以依據網格的變形結果,將原始CAD數據進行100%的變形,這個結果是可以直接導出為CAD軟件可識別的格式,例如parasolid格式。

結果

    重量降低10%,同時各項性能指標全部滿足設計要求。發動機缸體缸蓋的快速形狀及拓撲優化的圖1發動機缸體缸蓋的快速形狀及拓撲優化的圖2發動機缸體缸蓋的快速形狀及拓撲優化的圖3

發動機缸體缸蓋的快速形狀及拓撲優化的圖4

DEP MeshWorks的優勢

  • 使用極簡的方法,對比傳統DOE方法,將產品優化時間縮短了60%

  • Meshworks可以快速在缸體上增加,修改筋,比CAD軟件修改再重新畫網格縮短了70%時間;

  • 同時Meshworks可以直接將CAD數據進行變形,以供設計部門參考。

若您想咨詢MeshWorks軟件購買事宜,請下方掃碼或聯系18665820511或caesoft@qq.com。

發動機缸體缸蓋的快速形狀及拓撲優化的圖5

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