附件C：譯文

集拓?fù)?、形狀與尺寸優(yōu)化為一體的汽車(chē)零件預(yù)設(shè)計(jì)

優(yōu)化設(shè)計(jì)在汽車(chē)工業(yè)取得了顯著的聲譽(yù)，因?yàn)槠淠転楦鞣N產(chǎn)品削減成本，減重，提高產(chǎn)品性能的功能。它已經(jīng)成為在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中一個(gè)很有價(jià)值的工具，而且許多CAE代碼正在開(kāi)發(fā)或者整合優(yōu)化設(shè)計(jì)的能力到他們的產(chǎn)品中以滿(mǎn)足用戶(hù)的需求。拓?fù)?、形狀及尺寸?yōu)化從結(jié)構(gòu)角度去改善產(chǎn)品性能已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。拓?fù)鋬?yōu)化探討了約束外殼空間和設(shè)計(jì)要求在內(nèi)的各種產(chǎn)品的最初拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。這項(xiàng)技術(shù)可以很容易的應(yīng)用到殼體設(shè)計(jì)領(lǐng)域內(nèi)的殼體結(jié)構(gòu)或者三維實(shí)體設(shè)計(jì)領(lǐng)域內(nèi)的三維實(shí)體結(jié)構(gòu)，甚至它還能夠解釋說(shuō)明工藝性的拓?fù)鋬?yōu)化的最后結(jié)果。盡管如此，利用拓?fù)鋬?yōu)化工具來(lái)探討像殼體結(jié)構(gòu)一樣的三維實(shí)體設(shè)計(jì)領(lǐng)域仍然具有相當(dāng)大的挑戰(zhàn)性。制造業(yè)的考慮如注射成型在發(fā)展三維外殼空間殼體結(jié)構(gòu)優(yōu)化上的應(yīng)用是另外一個(gè)大挑戰(zhàn)，因?yàn)槟壳斑€沒(méi)有任何一款有效的工具來(lái)直接解決這類(lèi)問(wèn)題。制造業(yè)的約束條件如擠壓最近在一些商業(yè)優(yōu)化代碼中變的有效起來(lái)。它能在解決生產(chǎn)問(wèn)題上提供一些幫助，但是卻不能提供任何方法來(lái)解決形成的問(wèn)題——?dú)んw結(jié)構(gòu)在三維實(shí)體設(shè)計(jì)領(lǐng)域內(nèi)的發(fā)展。本文提出一種兩級(jí)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)化方法來(lái)開(kāi)發(fā)在三維實(shí)體設(shè)計(jì)領(lǐng)域內(nèi)的殼體結(jié)構(gòu)。最后從二級(jí)拓?fù)鋬?yōu)化分析得出的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)者修改來(lái)滿(mǎn)足設(shè)計(jì)特點(diǎn)。之后，形狀和尺寸優(yōu)化被應(yīng)用在進(jìn)一步的設(shè)計(jì)改善中。注射成型塑料碳罐支架被用來(lái)證明該方法。碳罐支架的主要功能是支撐碳罐、燃料箱截止閥、罐排氣閥、集塵箱，支架也必須在不損失車(chē)輛任何零部件功能和不擴(kuò)大裂痕的前提下滿(mǎn)足汽車(chē)在動(dòng)載荷下的耐久度要求。從一個(gè)給定的三維外殼空間看，用拓?fù)鋬?yōu)化方法設(shè)計(jì)的支架設(shè)計(jì)是最理想的。產(chǎn)品準(zhǔn)備設(shè)計(jì)的創(chuàng)建以拓?fù)鋬?yōu)化的結(jié)果和取自KBE（以知識(shí)為基礎(chǔ)的工程）圖書(shū)館的設(shè)計(jì)特征為基礎(chǔ)。形狀和尺寸優(yōu)化被應(yīng)用在支架設(shè)計(jì)的進(jìn)一步改善工作中。最后的設(shè)計(jì)顯示有比初始設(shè)計(jì)更佳的性能。CAD設(shè)計(jì)者、產(chǎn)品設(shè)計(jì)者、CAE設(shè)計(jì)者的共同合作在在這一設(shè)計(jì)方法的成功中扮演了關(guān)鍵性的角色。


術(shù)語(yǔ)
f =固有頻率
w =權(quán)重因數(shù)
=物質(zhì)密度
v =體積
a =加速度
W =重量

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Ⅰ簡(jiǎn)介
許多汽車(chē)軟件已展示了使用優(yōu)化設(shè)計(jì)工具的益處，能夠通過(guò)其實(shí)現(xiàn)縮減成本目標(biāo)和改善產(chǎn)品性能[1-5]。今天優(yōu)化設(shè)計(jì)分析已經(jīng)被廣泛的應(yīng)用于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程中，它們已經(jīng)成為CAE（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）軟件中必須選項(xiàng)之一。拓?fù)鋬?yōu)化[6、7]已被廣泛的用來(lái)研究約束外殼空間的不同產(chǎn)品設(shè)計(jì)的原始拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。這項(xiàng)技術(shù)可以很容易的應(yīng)用在殼體設(shè)計(jì)領(lǐng)域內(nèi)的殼體結(jié)構(gòu)。它也是常用來(lái)探索三維實(shí)體研究領(lǐng)域內(nèi)的三維實(shí)體結(jié)構(gòu)，甚至它還能夠解釋說(shuō)明工藝性的拓?fù)鋬?yōu)化的最后結(jié)果。盡管如此，利用拓?fù)鋬?yōu)化工具來(lái)探討像殼體結(jié)構(gòu)一樣的三維實(shí)體設(shè)計(jì)領(lǐng)域仍然具有相當(dāng)大的挑戰(zhàn)性。由于拓?fù)鋬?yōu)化方法所具有的性質(zhì)，在設(shè)計(jì)過(guò)程中它傾向于在關(guān)鍵區(qū)域收集大量的材料。從三維實(shí)體設(shè)計(jì)領(lǐng)域內(nèi)獲得殼體結(jié)構(gòu)是一件不容易的事。制造業(yè)的考慮如注射成型在發(fā)展三維外殼空間的殼體結(jié)構(gòu)優(yōu)化上的應(yīng)用是另外一個(gè)大挑戰(zhàn)。最近，一些商用的優(yōu)化代碼[8,9]開(kāi)發(fā)出了新的功能，通過(guò)使用拓?fù)鋬?yōu)化研究不同的設(shè)計(jì)選項(xiàng)來(lái)解決如擠壓一樣的制造約束條件。這個(gè)新特色可以幫助具有相同設(shè)計(jì)意圖和設(shè)計(jì)領(lǐng)域的應(yīng)用軟件解決一些制造問(wèn)題 。但是，它仍然不能直接幫助解決我們剛才談到的問(wèn)題——開(kāi)發(fā)三維實(shí)體領(lǐng)域內(nèi)的殼體結(jié)構(gòu)。