混杂纤维复合材料汽车引擎盖结构优化设计

doi:10.16731/j.cnki.1671-3133.2018.04.014

现代制造工程 ›› 2018, Vol. 451 ›› Issue (4): 76-83.doi: 10.16731/j.cnki.1671-3133.2018.04.014

混杂纤维复合材料汽车引擎盖结构优化设计

黄继峰, 周金宇

江苏理工学院常州市装备再制造工程重点实验室, 常州 213001

收稿日期:2017-01-23 出版日期:2018-04-20 发布日期:2018-07-18
通讯作者: 江苏省高校自然科学研究重大项目(16KJA460002);江苏省产业前瞻与共性关键技术重点项目(BE2015007-1)
作者简介:黄继峰, 硕士研究生, 主要研究方向为装备轻量化设计与制造。周金宇, 博士, 教授, 硕士生导师, 主要研究方向为机械CAD/CAE、机械疲劳与延寿。E-mail:691667965@qq.com

Optimization design of hybrid fiber composite engine hood

Huang Jifeng, Zhou Jinyu

Changzhou Key Laboratory of Equipment Remanufacturing Engineering, Jiangsu University of Technology, Changzhou 213001, Jiangsu, China

Received:2017-01-23 Online:2018-04-20 Published:2018-07-18

摘要/Abstract

摘要： 以某款汽车引擎盖为例, 用碳纤维/玻璃纤维混杂复合材料替换金属材料, 基于OptiStruct软件的复合材料优化技术, 提出了多阶段联合优化设计的方法。在概念设计阶段, 通过拓扑优化确定复合材料的总体分布;在详细设计阶段, 通过尺寸优化确定复合材料每种形状铺层块的具体厚度;在工艺设计阶段, 通过铺层顺序优化确定最佳的铺层顺序。优化结果表明, 原钢制汽车引擎盖质量为13.39 kg, 在满足各种力学性能和制造工艺要求的前提下, 经过多阶段联合优化设计后, 复合材料汽车引擎盖质量为5.36 kg, 质量减少了60 %。

关键词: 复合材料, 引擎盖, 多阶段, 优化设计

Abstract: A car engine hood is selected as the research objective, which uses carbon fiber and glass fiber hybrid composites to replace metal materials, then takes multi-phase optimization method based on Optistruct technology.In the stage of conceptual design, obtain the overall distribution of composite materials by free size optimization;in the system design stage, to obtain the accurate thickness of composite each angles by size optimization;in the detailed design stage, through the stacking sequence optimization of optimal stacking sequence of manufacturing process requirements.Optimization results show that the mass of car engine hood is 13.39 kg, the mass of car engine hood is reduced by 60 % to 5.36 kg with meeting the design requirements after multi-phase optimization.

Key words: composite material, engine hood, multi-phase, optimization design

中图分类号:

TU318

黄继峰, 周金宇. 混杂纤维复合材料汽车引擎盖结构优化设计[J]. 现代制造工程, 2018, 451(4): 76-83.

Huang Jifeng, Zhou Jinyu. Optimization design of hybrid fiber composite engine hood[J]. Modern Manufacturing Engineering, 2018, 451(4): 76-83.

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Optimization design of hybrid fiber composite engine hood

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