高速机车构架拓扑优化仿真

作者：张开林; 周春平

来源：交通运输工程学报, 2009, (06): 42-46.

DOI：10.19818/j.cnki.1671-1637.2009.06.009

• 高速机车
• 构架
• 拓扑优化
• 单元生死
• APDL语言 high-speed locomotive
• bogie frame
• topology optimization
• birth and death of element
• APDL language

为了获得高速机车构架最优轻量化的结构方案,基于渐进结构优化法(ESO),应用ANSYS单元生死功能的二次开发,设定一应力阀值,将相对低应力或低应变能密度的单元"杀死",通过APDL语言编制拓扑优化程序,对某高速动力车辆转向架构架内部筋板位置进行了拓扑优化仿真,提出了构架梁体内部筋板的最优拓扑位置,并对构架的板厚进行了尺寸优化。仿真结果表明:构架前后端梁应力优化后增加了30%左右,侧梁应力优化后增加了10%左右,构架整体应力分布更趋于均匀;通过对构架结构的拓扑及尺寸优化,构架质量减轻了143.92kg,减幅约为10%,在实现等强度设计的同时,达到了构架轻量化的目的。

• 单位
  牵引动力国家重点实验室; 西南交通大学