内燃机活塞点阵结构可靠性拓扑优化设计
陈建良1
赵清海2
李信卿1
张洪信2
1.青岛大学机电工程学院,青岛2660712.青岛大学机电工程学院,青岛266071;青岛大学 电动汽车智能化动力集成技术国家地方联合工程研究中心,青岛266071
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
分类号：TH122(机械设计、计算与制图)
资助基金：国家自然科学基金(52175236)中国博士后科学基金面上项目(2017M612191)
论文发表日期：2023-02-15
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：7( 91-97 )
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