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数字孪生及其应用探索 被引量：857
1
作者 陶飞 刘蔚然 +19 位作者 刘检华 刘晓军 刘强 屈挺 胡天亮 张执南 向峰 徐文君 王军强 张映锋 刘振宇 李浩 程江峰 戚庆林 张萌 张贺 隋芳媛 何立荣 易旺民 程辉 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2018年第1期1-18,共18页
数字孪生是一种集成多物理、多尺度、多学科属性,具有实时同步、忠实映射、高保真度特性,能够实现物理世界与信息世界交互与融合的技术手段。随着数字孪生车间概念的提出,数字孪生在智能制造中的应用潜力得到越来越多的关注。分析了数... 数字孪生是一种集成多物理、多尺度、多学科属性,具有实时同步、忠实映射、高保真度特性,能够实现物理世界与信息世界交互与融合的技术手段。随着数字孪生车间概念的提出,数字孪生在智能制造中的应用潜力得到越来越多的关注。分析了数字孪生在企业应用和理论研究上的进展,基于前期提出的数字孪生的五维结构模型,提出数字孪生驱动的6条应用准则,探索了数字孪生驱动的14类应用设想与实施过程中所需突破的关键问题与技术,为未来开展数字孪生的进一步落地应用提供理论和方法论参考。 展开更多
关键词 数字孪生 数字孪生模型 应用准则 数字孪生应用 智能制造
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产品数字孪生体的内涵、体系结构及其发展趋势 被引量：411
2
作者 庄存波 刘检华 +3 位作者 熊辉 丁晓宇 刘少丽 瓮刚 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2017年第4期753-768,共16页
数字孪生技术被认为是实现信息物理系统的核心关键技术,作为数字孪生技术在产品研发过程具体应用的产品数字孪生体,目前其研究尚处于探索阶段,研究成果相对较少且缺乏系统性。为此首先回顾了数字孪生体的产生背景,在此基础上提出了数字... 数字孪生技术被认为是实现信息物理系统的核心关键技术,作为数字孪生技术在产品研发过程具体应用的产品数字孪生体,目前其研究尚处于探索阶段,研究成果相对较少且缺乏系统性。为此首先回顾了数字孪生体的产生背景,在此基础上提出了数字孪生技术的概念,然后对产品数字孪生体的内涵进行了系统阐述,建立了产品数字孪生体的体系结构,并给出了产品数字孪生体在产品设计阶段、制造阶段和服务阶段的实施途径,最后指出了产品数字孪生体的发展趋势。 展开更多
关键词 数字孪生技术 数字孪生体 虚实融合 数字纽带 智能制造 信息物理系统 产品全生命周期管理 建模与仿真
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面向数字孪生车间的三维可视化实时监控方法 被引量：123
3
作者 赵浩然 刘检华 +4 位作者 熊辉 庄存波 苗田 刘金山 王彬 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2019年第6期1432-1443,共12页
针对数字孪生车间的实时可视化监控难题,提出一种基于实时信息的生产车间三维可视化监控方法。分析了数字孪生车间与三维可视化实时监控之间的关系,提出一种多层次的三维可视化监控模式和实时数据驱动的虚拟车间运行模式。在此基础上,... 针对数字孪生车间的实时可视化监控难题,提出一种基于实时信息的生产车间三维可视化监控方法。分析了数字孪生车间与三维可视化实时监控之间的关系,提出一种多层次的三维可视化监控模式和实时数据驱动的虚拟车间运行模式。在此基础上,对基于实时信息的生产车间三维可视化实时监控方法4个关键实现技术,即虚拟车间几何建模、车间实时数据管理、车间多层次三维可视化监控和车间状态看板构建方法等进行了详细阐述。设计并开发了原型系统,通过实例验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 数字孪生车间 实时信息 生产车间 三维可视化监控 航天产品
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反求工程与现代设计 被引量：52
4
作者 刘影 杭九全 万耀青 《机械设计》 CSCD 北大核心 1998年第12期1-4,共4页
回顾了反求工程出现和发展的背景，论述了正设计和反设计的区别和关系，现代设计理论方法对反求工程的重要性。着重指出：消化、吸收、改进、挖潜、进行再创造是反求工程的目标，是提高和加快发展科技、经济的对策之一。
关键词 反求工程 产品设计 正设计 反设计 CAD
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产品装配技术的研究现状、技术内涵及发展趋势 被引量：104
5
作者 刘检华 孙清超 +4 位作者 程晖 刘小康 丁晓宇 刘少丽 熊辉 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第11期2-28,共27页
当前国内外精密/超精密加工技术的快速发展,使得零部件加工精度和一致性得到显著提高,装配环节对产品性能的保障作用正日益凸显,相关研究越来越得到国内外学者的关注。针对目前我国产品装配技术研究相对滞后,缺乏相关研究体系的现状,在... 当前国内外精密/超精密加工技术的快速发展,使得零部件加工精度和一致性得到显著提高,装配环节对产品性能的保障作用正日益凸显,相关研究越来越得到国内外学者的关注。针对目前我国产品装配技术研究相对滞后,缺乏相关研究体系的现状,在总结国内外产品装配技术的研究现状基础上,阐述了其分类和内涵,建立了产品装配技术的研究体系框架,并对其面向装配的设计、装配工艺设计与仿真、装配工艺装备、装配测量与检测、装配车间管理等主要研究方向进行了论述,最后指出了未来产品装配技术的集成化、精密化、微/纳化和智能化的发展趋势。 展开更多
关键词 集成装配 精密装配 微/纳装配 智能装配 面向装配的设计 装配工艺设计 装配工艺装备 装配测量 装配车间管理 建模与仿真
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碳中和愿景的科技需求与技术路径 被引量：103
6
作者 张贤 郭偲悦 +4 位作者 孔慧 赵伟辰 贾莉 刘家琰 仲平 《中国环境管理》 CSSCI 2021年第1期65-70,共6页
碳达峰与碳中和愿景的提出为我国低碳/脱碳发展明确了新方向,也对科技创新和技术发展提出了新要求。世界各国均将科技创新作为碳中和目标实现的重要保障。我国实现碳中和目标,归根结底也需要依靠科技进步。我国碳排放总量大、强度高,实... 碳达峰与碳中和愿景的提出为我国低碳/脱碳发展明确了新方向,也对科技创新和技术发展提出了新要求。世界各国均将科技创新作为碳中和目标实现的重要保障。我国实现碳中和目标,归根结底也需要依靠科技进步。我国碳排放总量大、强度高,实现碳中和目标的时间周期短,现有技术尚存在不足,科技发展需要付出更多努力并提前部署。我国碳中和技术发展需要为保障我国碳排放高质量达峰和实现碳中和目标提供技术可行、经济可承受的科技支撑。各部门需要结合自身特点制定技术发展路径。"十四五"是碳达峰与碳中和目标实现的关键时期,应全面加强相关脱碳、零碳、负排放技术发展的全局性部署,加快开展研发示范。为了更好地推动面向碳中和愿景的科技发展,需要强化顶层设计、完善保障机制与加强国际合作。 展开更多
关键词 碳中和 科技需求 技术路径
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金属磁记忆检测技术的现状与发展 被引量：79
7
作者 张卫民 董韶平 张之敬 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第10期892-896,共5页
金属磁记忆检测是目前无损检测领域的最新技术 ,适用于铁磁性金属构件失效的早期诊断 ,在疲劳强度和寿命评估研究中极具潜力。介绍了金属磁记忆效应的概念及国内外磁记忆检测技术的现状 ,分析了磁记忆检测技术的特点和发展趋势 ,总结了... 金属磁记忆检测是目前无损检测领域的最新技术 ,适用于铁磁性金属构件失效的早期诊断 ,在疲劳强度和寿命评估研究中极具潜力。介绍了金属磁记忆效应的概念及国内外磁记忆检测技术的现状 ,分析了磁记忆检测技术的特点和发展趋势 ,总结了目前磁记忆检测领域的研究进展。 展开更多
关键词 金属磁记忆 无损检测 铁磁性材料 应力集中
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电动汽车电池安全事故分析与研究现状 被引量：97
8
作者 陈泽宇 熊瑞 孙逢春 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第24期93-104,116,共13页
电池安全问题严重影响了电动汽车的普及与推广,近年来电动汽车电池起火事件频发,引起了极高的社会关注度。本文对近五年的主要电动汽车安全事故进行统计分析,归纳电动汽车起火事件的历年起因分布及规律,对几种主要的事故起因背后的电池... 电池安全问题严重影响了电动汽车的普及与推广,近年来电动汽车电池起火事件频发,引起了极高的社会关注度。本文对近五年的主要电动汽车安全事故进行统计分析,归纳电动汽车起火事件的历年起因分布及规律,对几种主要的事故起因背后的电池故障特性及其对热失控触发机理进行了描述,进而综述了国内外主要团队在电池过充电、外部短路、内部短路、过放电以及挤压碰撞等电池安全问题的研究现状,讨论现有主要研究成果及不足之处,最后对电池安全及热失控的诊断、预警的研究趋势及思路进行几点探讨。 展开更多
关键词 电动汽车 动力电池 电池安全 事故分析 热失控
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智能汽车横向控制方法研究综述 被引量：84
9
作者 陈慧岩 陈舒平 龚建伟 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第6期1203-1214,共12页
智能汽车在提高行驶安全性和减少交通事故方面有很大的优势,已成为世界范围内的研究热点。综述了智能汽车横向控制的国内外发展历程与研究现状;介绍了车辆横向动力学和轮胎力学的研究历程和模型;阐述了智能汽车横向控制理论和方法以及... 智能汽车在提高行驶安全性和减少交通事故方面有很大的优势,已成为世界范围内的研究热点。综述了智能汽车横向控制的国内外发展历程与研究现状;介绍了车辆横向动力学和轮胎力学的研究历程和模型;阐述了智能汽车横向控制理论和方法以及自动转向执行机构的设计;给出智能汽车横向控制研究的重点和发展趋势。通过分析认为,系统非线性、不确定性和时变特性的智能汽车横向动力学建模和横向控制器设计,特别是高速时的横向控制,以及智能车辆感知决策系统与车辆本身系统的一体化设计,将是今后研究的重点。 展开更多
关键词 控制科学与技术 智能车辆 横向控制 转向执行机构
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三角模糊数和层次分析法在风险评价中的应用研究 被引量：78
10
作者 范英 李辰 +3 位作者 晋民杰 王快 胡琴 冯子一 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第7期70-74,共5页
为解决现有风险评价方法中存在的单值评价导致结果偏差较大的问题,提出一种利用三角模糊数几何特征和层次分析法(AHP)相结合的风险评价新方法。首先,建立风险评价指标体系,在专家对风险各因素模糊评价的基础上,运用AHP得到风险因素的权... 为解决现有风险评价方法中存在的单值评价导致结果偏差较大的问题,提出一种利用三角模糊数几何特征和层次分析法(AHP)相结合的风险评价新方法。首先,建立风险评价指标体系,在专家对风险各因素模糊评价的基础上,运用AHP得到风险因素的权重;然后,利用三角模糊数的几何特征计算模糊权重,从而实现风险因素按严重度、发生频度和检测难度的重要度排序;最后,以叉车的风险评价为例,对这种风险评价新方法进行应用分析。结果表明:算例所提叉车线路老化的风险最大,应优先考虑其处理措施。采用该方法能充分挖掘风险模糊数中的隐含信息,获得专家相关描述和风险因素权重,可增加风险排序的合理性,并避免传统方法中单值评价带来的偏差。 展开更多
关键词 三角模糊数 几何特征 层次分析法(AHP) 风险排序 叉车
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产业融合背景下的新能源汽车技术发展趋势 被引量：78
11
作者 王震坡 黎小慧 孙逢春 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第1期1-10,共10页
发展新能源汽车是促进未来可再生能源应用和电气化交通运输技术发展的重要途径,是保证未来能源安全、缓解能源紧缺、提高环境质量的重要手段.目前发展新能源汽车已成为全球共识和共同行动.我国新能源汽车产业发展取得了巨大成就,呈现出... 发展新能源汽车是促进未来可再生能源应用和电气化交通运输技术发展的重要途径,是保证未来能源安全、缓解能源紧缺、提高环境质量的重要手段.目前发展新能源汽车已成为全球共识和共同行动.我国新能源汽车产业发展取得了巨大成就,呈现出多产业融合的特点.基于新能源汽车发展现状,分析我国汽车产业融合与变革趋势,从六个方面提出未来新能源汽车技术发展热点.围绕高效节能、安全舒适、全气候目标,提出产业融合背景下新能源汽车十大核心关键技术发展趋势和方向,指导未来新能源汽车产业的发展.在大数据体系的助推下,新能源汽车将加速实现大规模商业化应用,产业实现深度融合与可持续健康发展. 展开更多
关键词 产业融合 新能源汽车 全气候车辆 大数据
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三维数字化设计制造技术内涵及关键问题 被引量：78
12
作者 刘检华 孙连胜 +1 位作者 张旭 刘少丽 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期494-504,共11页
三维数字化设计制造能力已经成为我国企业竞争的核心,是目前实现企业研制能力变革的支点和突破口。针对目前我国有些企业把三维工艺仿真片面理解为三维工艺,对三维数字化设计制造技术的内涵把握不准确等问题,分析了目前我国企业三维设... 三维数字化设计制造能力已经成为我国企业竞争的核心,是目前实现企业研制能力变革的支点和突破口。针对目前我国有些企业把三维工艺仿真片面理解为三维工艺,对三维数字化设计制造技术的内涵把握不准确等问题,分析了目前我国企业三维设计制造的迫切需求,详细阐述了三维数字化设计制造技术的内涵,对三维数字化设计制造中的关键技术问题进行了论述,并结合典型案例进行了应用分析。给出了我国军工企业全三维设计、三维到工艺、三维到设备的三步走战略,以及实施三维数字化设计制造技术的两点建议。 展开更多
关键词 产品设计 三维工艺 基于模型的定义 建模与仿真 三维检测规划 基于模型的企业
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数字孪生驱动的装配工艺设计现状及关键实现技术研究 被引量：75
13
作者 郭飞燕 刘检华 +3 位作者 邹方 翟雨农 王仲奇 李少卓 《机械工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第17期110-132,共23页
基于制造过程中的全数字量协调传递方式,通过"虚实融合、以虚控实"的手段,对数字孪生模型驱动的航空产品装配工艺优化-反馈-改进环机制进行了研究。分析了装配单元划分/求解/评价、孪生工艺模型构建、以及装配精度闭环控制等... 基于制造过程中的全数字量协调传递方式,通过"虚实融合、以虚控实"的手段,对数字孪生模型驱动的航空产品装配工艺优化-反馈-改进环机制进行了研究。分析了装配单元划分/求解/评价、孪生工艺模型构建、以及装配精度闭环控制等方面的技术内涵,阐述了国内外的研究现状及存在问题;考虑虚拟空间的设计与物理空间的装配等因素约束,提出数字孪生在装配工艺设计中的三项关键技术:①基于"面向装配设计"(DFA)的装配工艺规划与评价;②考虑真实物理拓扑关系的孪生工艺模型动态构建与分析;③面向装配现场的工艺优化-反馈-改进环机制构建,并给出具体的解决途径,从而拓展基于模型的制造技术内涵,将数字孪生落地应用,实现产品研发生产的闭环优化决策及产品研制模式的改变,提高装配准确性/一致性及装配效率。 展开更多
关键词 数字孪生模型 装配工艺规划与评价 真实物理特性 接力传递 装配偏差
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军用地面无人机动平台技术发展综述 被引量：72
14
作者 陈慧岩 张玉 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期1696-1706,共11页
地面无人机动平台对发展高机动地面无人战斗系统具有重要的战略意义,是当前各国国防科技领域的研究热点。文中综述了军用地面无人机动平台的发展历程与最新进展,分别阐述和分析了其基本组成和发展特点,然后从环境感知、运动规划、跟踪... 地面无人机动平台对发展高机动地面无人战斗系统具有重要的战略意义,是当前各国国防科技领域的研究热点。文中综述了军用地面无人机动平台的发展历程与最新进展,分别阐述和分析了其基本组成和发展特点,然后从环境感知、运动规划、跟踪控制等方面总结了军用地面无人机动平台发展中的关键技术,并对军用无人机动平台的研究方向和研究重点进行了展望。 展开更多
关键词 兵器科学与技术 军用地面无人机动平台 环境感知 运动规划 路径跟踪
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空化水动力学非定常特性研究进展及展望 被引量：70
15
作者 季斌 程怀玉 +3 位作者 黄彪 罗先武 彭晓星 龙新平 《力学进展》 EI CSCD 北大核心 2019年第1期428-479,共52页
空化作为一种重要的复杂水动力学现象,具有明显的三维流动特征与剧烈的非定常特性,在水力机械、船舶推进器、水利工程中广泛存在,且通常会带来不利的影响,长期以来一直是水动力学领域研究的重点与难点课题之一.本文首先从实验测量和数... 空化作为一种重要的复杂水动力学现象,具有明显的三维流动特征与剧烈的非定常特性,在水力机械、船舶推进器、水利工程中广泛存在,且通常会带来不利的影响,长期以来一直是水动力学领域研究的重点与难点课题之一.本文首先从实验测量和数值模拟两个角度,综述了空化水动力学非定常特性研究的发展概况,分析了当前存在的问题.在空化实验研究中,主要介绍了空化水洞、空化流场测量以及多物理场同步测量等方面所取得的进展.在数值模拟方法中,对目前的空化模型和湍流模型进行了分类介绍,并重点讨论了大涡模拟、验证和确认等在空化流模拟中的应用.之后以附着型空化为主,同时兼顾云状空泡、空蚀、涡空化等,梳理了其研究中存在的几个关键科学问题,包括空化演变、空化流动的三维结构、失稳机制、空化不稳定性及其与低频压力脉动的联系、空化与旋涡的相互作用、空化与弹性水翼的流固耦合、空化对尾流场影响等.最后展望了空化水动力学的研究方向和未来发展趋势. 展开更多
关键词 空化 水动力学 空泡流 附着型空化 空化模型
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利用MFC二次开发Pro/E 被引量：45
16
作者 王恒 宁汝新 +1 位作者 张旭 王铁 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第6期869-872,共4页
Pro/E软件的二次开发工作逐渐得到人们的重视 ,但是由于其开发工具Pro/Toolkit和MFC的兼容性问题 ,导致开发人员无法或要通过比较烦琐的方法才能利用MFC的强大功能和丰富资源 针对这一弊端 ,提出了在VisualC ++6 0的平台上 。
关键词 PRO/TOOLKIT MFC 二次开发 PRO/E
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电动汽车动力电池热管理技术的研究与实现 被引量：68
17
作者 李军求 吴朴恩 张承宁 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2016年第1期22-27,35,共7页
为改善电动汽车辆动力电池的性能,尤其是高低温适应性,基于电池性能模型提出了电池热管理系统设计流程,实验分析了锂离子电池温升、低温性能和电池性能模型的适应性,运用电池热电耦合和热传导理论提出了电池热分析建模方法,并应用于PTC... 为改善电动汽车辆动力电池的性能,尤其是高低温适应性,基于电池性能模型提出了电池热管理系统设计流程,实验分析了锂离子电池温升、低温性能和电池性能模型的适应性,运用电池热电耦合和热传导理论提出了电池热分析建模方法,并应用于PTC加热和强制风冷的电池热管理系统设计,仿真得到了电池生热、散热和加热的电池温度特性及影响规律,最后通过实验验证了建模方法的正确性和热管理系统的有效性。 展开更多
关键词 电动汽车 锂离子电池 电池热管理 生热模型
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汽车主动避撞系统的安全距离模型和目标检测算法 被引量：68
18
作者 裴晓飞 刘昭度 +1 位作者 马国成 叶阳 《汽车安全与节能学报》 CAS 2012年第1期26-33,共8页
为辅助汽车驾驶员安全驾驶,开发了一种汽车主动避撞系统。该系统以"碰撞时间倒数"TTC-1作为评价指标,采用了基于危险系数ε进行分级报警与主动制动的安全距离模型,其关键参数按照驾驶员特性进行标定。基于自适应巡航系统(ACC... 为辅助汽车驾驶员安全驾驶,开发了一种汽车主动避撞系统。该系统以"碰撞时间倒数"TTC-1作为评价指标,采用了基于危险系数ε进行分级报警与主动制动的安全距离模型,其关键参数按照驾驶员特性进行标定。基于自适应巡航系统(ACC)目标检测算法,设计了适用于避撞系统的毫米波雷达算法。基于捷达轿车,开发了用于避撞系统的软硬件平台,并在良好路面下分别进行了主动避撞试验和人为切换试验。实车试验表明:本系统的分级报警和主动制动功能,符合期望的TTC-1指标,提高了汽车的主动安全性,体现了驾驶员控制的优先性和协调性。 展开更多
关键词 主动安全 驾驶辅助 安全距离模型 目标检测 防撞报警 主动避撞
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基于有理函数的路面不平度时域模型研究 被引量：64
19
作者 吴志成 陈思忠 +1 位作者 杨林 张斌 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第9期795-798,共4页
研究了基于有理函数的路面不平度时域模型.采用Matlab/Simulink软件建立了基于有理函数的路面不平度时域模型,并进行了仿真.求取了仿真输出的路面不平度时域数据的功率谱和均方根值.对比国际标准化组织提出的路面分级标准,确定了正确的... 研究了基于有理函数的路面不平度时域模型.采用Matlab/Simulink软件建立了基于有理函数的路面不平度时域模型,并进行了仿真.求取了仿真输出的路面不平度时域数据的功率谱和均方根值.对比国际标准化组织提出的路面分级标准,确定了正确的模型参数,验证了基于有理函数的路面不平度时域模型.并导出仅需路面不平度系数表达的路面不平度时域模型.此模型可方便、准确地对路面分级标准规定的路面进行仿真. 展开更多
关键词 路面不平度 时域模型 白噪声 路面分级标准
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汽车变速箱壳体结构拓扑优化设计 被引量：65
20
作者 朱剑峰 林逸 +1 位作者 陈潇凯 施国标 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第3期584-589,共6页
将基于变密度法的拓扑优化技术引入到汽车变速箱壳体结构设计中,同时在优化过程中考虑了制造工艺的约束。首先通过对变速箱壳体分别进行静态和动态拓扑优化来提高变速箱壳体结构的强度、刚度、固有频率以及控制结构重量。然后根据拓扑... 将基于变密度法的拓扑优化技术引入到汽车变速箱壳体结构设计中,同时在优化过程中考虑了制造工艺的约束。首先通过对变速箱壳体分别进行静态和动态拓扑优化来提高变速箱壳体结构的强度、刚度、固有频率以及控制结构重量。然后根据拓扑优化结果并综合考虑其制造工艺等要求,对变速箱壳体进行详细的结构设计。最后对变速箱壳体最终设计模型进行应力分析和模态分析,结果表明:该变速箱设计方案不仅在各工况下的应力水平低于材料屈服极限,而且一阶模态避开了动力总成系统共振敏感区。 展开更多
关键词 车辆工程 变速箱壳体 拓扑优化 变密度法
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