内燃机活塞点阵结构可靠性拓扑优化设计

摘要：

针对内燃机活塞轻量化设计问题,提出一种基于可靠性拓扑优化的活塞点阵结构设计方法,分解为可靠性分析和确定性拓扑优化两部分分别进行求解.考虑以最小化质量为目标函数、最大应力为约束条件,建立活塞点阵结构可靠性拓扑优化数学模型.根据一次二阶矩方法将失效概率约束转变为可靠性指标约束,进而将随机变量转化为标准正态变量,根据随机变量相对于性能指标的敏度信息,进行随机变量修正并进行确定性拓扑优化设计.最后,以某型发动机活塞为例,进行确定性点阵设计与可靠性点阵设计对比研究.结果表明,相较于确定性设计,可靠性活塞点阵模型在考虑随机变量的影响下,性能更加可靠;且其质量相较于原活塞模型降低11.8％,满足活塞轻量化的设计需求.

关键词：内燃机活塞、点阵结构、拓扑优化、可靠性分析、轻量化设计

所属期刊栏目：45

分类号：TH122

资助基金：国家自然科学基金;中国博士后科学基金面上项目

在线出版日期：2023-03-13（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：91-97