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圖6 法向速度響應曲線 2.3 形貌優化 結構優化方法包括拓撲優化、尺寸優化、形貌優化等。封閉式往復壓縮機殼體大都采用薄板結構，通過模具沖壓成型，因此對殼體進行凸出筋肋的形貌優化，在殼體上找出最佳的加強筋肋的位置和形狀。

1）拓撲優化-基于密度； 2）拓撲優化-基于水平集； 3）柵格法； 4）形狀優化； 5）拓撲優化-混合密度法 6）形貌優化

在汽車輕量化中，形狀優化可以用來改進零部件的空氣動力性能、減少空氣阻力或改善碰撞安全性。形貌優化：形貌優化通常與曲面設計相關，它著重于調整曲面的形狀以滿足特定的外觀、空氣動力性能或其他要求。在汽車設計中，形貌優化可以用來打造更具吸引力的外觀，同時確保空氣動力學效率。

表5 軸承座模態統計結果 表6 優化前后缸體模態試驗結果（單位：Hz)圖7 優化缸體一階扭振模態陣型 圖8 優化前后噪聲Colormap圖 優化驗證采用上述優化方案后在臺架對發動機進行了噪聲及振動對比測試，在部分轉速區間噪聲降低明顯，尤其在2000～3200 r/m i n轉速區間噪聲降低0～1.5 d B (A)。

質量約束為100% 形貌優化后，同質量下，整體變形為0.12mm，結構剛度明顯提升。

工字型橫截面各階模態振動頻率見表 5。第 1 階頻率無限接近于零，近似于剛體運動。和實 心矩形橫截面梁體相比較，變形程度較為劇烈， 且易產生扭曲變形。4 結構優化 從上述 3 種截面模態分析中可以看出，在 5 階模態和 6 階模態中，空心截面前 6 階頻率較低， 但其變形嚴重。

尺寸優化后的塑料尾門總成模態及振型圖如圖9所示：圖9 尺寸優化后的塑料尾門總成模態及振型圖由圖9可知，一階模態為全局模態，值為27.4Hz，高于目標值≥27Hz，滿足要求。

：在Engineering Data中將材料屬性Density 密度、Young's Modulus楊氏模量和Poisson's Ratio泊松比參數化：在Mechanical的Modal模態分析模塊中將第一階固有頻率參數化：返回Ansys Workbench界面，雙擊打開Design of Experiments，設置輸入參數的限制范圍：P1- Young's Modulus

本例以汽車控制臂三種工況、加上1階模態下的多目標拓撲優化為例，講述在optistruct中是如何進行多目標拓撲優化，非公式，目的就是快速得到傳遞路徑，與傳統輸入公式傳遞路徑基本上百分九十以上的相似度，如果有需要公式方面的同學也可以聯系我，有相關的資料購買后對于模型中不懂的地方都可以問

采用ABAQUS對蓋板三維數模根據數學模型進行形貌優化處理,得到具有更高固有頻率的結構模型,如圖10所示。因為得到的形貌優化模型較為復雜,不滿足工程實際需要,所以根據形貌優化的三維模型來進行優化加筋布置,從而得到形貌優化的最終結構,如圖11所示。

分步優化①尺寸優化：調整厚度變量。②形貌優化（Topography）：在殼體表面生成加強筋，具體設置參數：TOPOLOGY, 1, PSHELL, 1, , MIN_DIA=20, MAX_DIA=50 ! 筋條最小/最大直徑③制造約束，設置對稱約束和厚度分組：對稱約束：左右殼體厚度對稱（避免非對稱設計）；厚度分組：將相鄰區域厚度綁定（減少加工復雜度）。

3.3 鋪層順序優化鋪層順序優化是在不改變鋪層厚度、形貌和結構的前提下，對車門鋪層的疊加順序進行優化，目的是在原先的基礎上改善剛度和模態頻率。為了結構優化的方便，本文采用的初始鋪層數目為4層。而在工程中對于4層的復合材料常用的鋪層角度是0°、±45°和90°。圖4為對每一層規整后的車門外板鋪層圖，表7則為優化后的車門外板的各鋪層具體厚度以及角度分布的詳細數據。

這些階數的振幅主要來自于齒面形貌的修改。齒面嚙合階次之間的階次是所謂的幽靈階次，也就是鬼階，只有加工缺陷才會導致鬼階的出現。 驅動電機逆變器殼體共振及電機懸置支架振動是造成8階嘯叫噪聲大。電機8階嘯叫噪聲來源主要為電機轉子不平衡量激勵導致的機械噪聲 電驅總成中的控制蓋板結構扁平且厚度太薄，整體模態偏低，會對噪音產生放大作用，需要進行基礎模態增強優化。

3.2 模態分析基于Block Lanczos法對壓縮機支架的模態進行分析，對比拓撲優化前后的壓縮機支架模態，模態結果云圖如圖7和圖8所示：模態分析結果顯示：拓撲優化后的輕量化壓縮機支架一階模態低于原壓縮機支架的一階模態，但均滿足壓縮機支架的設計目標值240Hz，故輕量化后的壓縮機支架滿足模態設計要求。