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2012大学生HyperWorks仿真技术竞赛 获奖作品名单及作品简介

2012/9/14 | 3480次阅读 | 来源:Altair 发表评论

关键词:Altair  HyperWorks  学生  仿真  竞赛  获奖  技术  设计   | 作者: | 收藏这篇资讯

 

HyperWorks,一流的CAE仿真平台,包括建模、求解、优化等多个模块,在汽车、航空航天、电子、铁道、船舶、重型机械等各个行业广泛应用。20126月,Altair联合上海市现代设计法研究会举办了2012大学生HyperWorks仿真技术大赛得到了全国高校的广泛关注,共有20多所理工院校的学生参加,作品内容包括建模、分析优化、求解技术等,涉及航空、汽车、煤矿机械、能源、土木建筑等多个行业,参赛作品具有较强实际工程应用意义。

本次竞赛成立了专门的评判小组,通过对参赛作品CAE模型质量、求解方法及计算结果、结题报告及模型说明视频等方面的综合评分,最后评出一等奖1名、二等奖2名、三等奖5名、优胜奖5名及优秀团体奖1名。此外,为了感谢所有参赛者的踊跃参与,我们也将为所有完整提交参赛作品的选手提供纪念精美礼品。

 

一等奖  奖学金:人民币2000

  参赛者
“本田杯”中国节能竞技大赛赛车车架设计

卞翔   西北工业大学机电学院

二等奖  奖学金:人民币1500

可移动式煤矿救生舱爆炸仿真模拟

王磊   煤炭科学研究总院建井所

EQ3092自卸车举升机构的仿真与优化

闻玉奇 湖北汽车工业学院汽车系

三等奖  奖学金:人民币1000

 

 

农夫车车架的有限元分析及轻量化设计

韩红阳  江苏大学生物机电工程研究院

汽车车架的多目标拓扑优化设计研究

向湘林  广西科技大学汽车与交通学院

基于RADIOSS的某车门屈曲及抗凹性分析

刘圣坤  重庆理工大学汽车学院

优胜奖  奖学金:人民币500

RADIOSS在汽车前门侧碰中的应用

王栋  大连理工大学汽车工程学院

基于OptiStruct的汽车车轮结构拓扑优化设计研究

肖登红  北京航空航天大学汽车工程系

直升机光电吊舱转塔结构设计

侯杰  西北工业大学机电学院航

矿用液压支架强度分析

李灿  重庆理工大学汽车学院

机械结构的振动特性研究

刘超  北京理工大学机电学院

优秀团队奖  奖学金:人民币2000

全复合材料小型机翼优化设计

李楠垭 杭翔  南京航空航天大学机电学院

 

如果您对本次竞赛有任何建议或意见,欢迎您联系我们:info@altair.com.cn,您的建议将成为我们的宝贵财富。


获奖作品简介

一等奖: 1名)

作品:“本田杯”中国节能竞技大赛赛车车架设计  

来自:卞翔   西北工业大学机电学院

作品简介:为参加本田节能竞技大赛,针对节能赛车进行车身的轻量化研究。由于节能赛车用途特殊,与普通车架的设计目标有很大区别,无法从传统车架的设计中获得很多借鉴,因此运用HyperWorks进行拓扑优化,在设计的初始阶段提供一个概念性设计方案,使结构在布局上达到最优,在用RADIOSS进行强度分析校核,为轻量化车架设计提供依据。经过拓扑和尺寸优化后的车架质量为4.4Kg,比上届车架的9Kg质量减轻了50%,可见以前设计的车架过于保守;车架宽度从原来的520mm减为360mm,长度由原来的2500mm减为2000mm,为外壳尺寸的减小提供条件,大大减少整车重量,据理论估算车壳由于车架的体积减少还能减轻13Kg质量。通过拓扑优化和尺寸优化设计出的车架,经受住了理论和实践的检验

参赛后取得了车队四次参赛中的最好成绩。

   

评语:该选题有重要工程意义。模型质量好,分析思路非常清晰,结题报告及视频清晰完整,包含了CAD-强度分析-结构优化(拓扑优化及尺寸优化)-设计校核在内的完整的流程,拓扑优化结果漂亮,运用了HyperWorks中所有主要的模块,并且很好地指导和改进了产品设计,经受住了理论和实践的检验,取得的好成绩同时证明了赛车的高性能,真正实现了将CAE仿真、优化分析融入于产品设计的理念。

 

二等奖: 2名)

作品:可移动式煤矿救生舱爆炸仿真模拟

来自:王磊   煤炭科学研究总院建井所(在读硕士生)

作品简介:煤矿救生舱是矿难发生时保障矿工生命安全的重要设备,其一个重要的性能指标是结构强度。为了检验救生舱强度,本课题在HyperMesh中建立了救生舱的有限元模型,通过计算验证救生舱强度值。观察在煤矿瓦斯爆炸时的压力冲击波对救生舱的影响。测量救生舱的最大应力与最大变形量等参数,以检查救生舱的总体应力大小是否在允许范围之内。本文以依据KJYF96/8型矿用可移动式救生舱舱体实际结构尺寸建立了有限元分析模型,采用了直角三角形波冲击荷载,利用HyperMesh强大的网格划分能力和RADIOSS模拟来KJYF96/8型矿用可移动式救生舱的响应过程。

评语:工程背景很好,切合当前行业需要,求助更多矿工的生命!CAE模型漂亮,采用RADIOSS模拟爆炸分析,得出结构的薄弱处,对进一步产品改进及增强安全性提供了有力的参考,报告清晰。

 

作品:EQ3092自卸车举升机构的仿真与优化

来自:闻玉奇  湖北汽车工业学院汽车系

作品简介:虚拟样机技术可以代替物理样机对系统性能进行测试、评估和优化,节省成本,缩短开发周期,提高设计水平。本课题利用虚拟样机技术对EQ3092自缷车举升机构进行设计和仿真分析,并对各设计参数进行优化。

评语:HyperStudy联合MotionSolve进行优化,并基于MBD得到的载荷对部件进行了拓扑优化。有较强的工程意义,利用多体动力学

 

三等奖:(3名)

作品:农夫车车架的有限元分析及轻量化设计

来自:韩红阳  江苏大学生物机电工程研究院

作品简介:农夫车简称UTV,适用于沙滩越野,山区载货,农场作业等多种功能。此款车盖头采用玻璃钢件,美观而牢固。外观设计新颖,别俱风格。控制面板采纳多元化电气,含有多功能播放机,结构亦较合理。前面采用独立悬挂,双摇臂式。发动机固定与车架为分体,确保驾驶舒适性。该题以某农夫车车架为研究对象,在Pro/E中建立了车架的三维模型。在RADIOSS中对车架进行了静态分析,计算了车架在水平弯曲和极限扭转工况下的应力分布及变形,并分析了车架的动态特性。以有限元分析结果为依据,对车架进行了轻量化设计(尺寸优化),证明该轻量化设计的可行性。

 

评语:模型质量好,报告清晰完整,有工程意义,包含了RADIOSS强度分析和OptiStruct优化分析

 

作品:汽车车架的多目标拓扑优化设计研究

来自:向湘林  广西科技大学汽车与交通学院

作品简介:通过对汽车车架进行多目标拓扑优化设计,首先建立该车架的几何模型,通过HyperMesh前处理进行网格划分,材料属性定义,载荷以及边界条件定义等,利用 OptiStruct求解器对该车架进行有限元分析求解,得到车架的应力应变云图以及模态,为后面的优化提供依据;然后以前面车架的有限元模型为基础,建立车架的拓扑优化模型,利用 OptiStruct对该车架进行多目标拓扑优化设计,其中首先分别建立在静态特性和动态特性下的优化函数,然后利用折衷规划法建立同时满足两种情况下的多目标优化函数,最后通过 HyperMesh里面的自定义函数功能输入多目标优化目标函数,并以此为优化目标,利用 OptiStruct求解器进行拓扑优化设计,得到同时满足静态和动态特性要求的新型车架结构。

 

评语:模型有工程意义,演示了整个优化流程,拓扑结果很漂亮,充分展示了OptiStruct的拓扑优化能力,报告清晰。

 

作品:基于RADIOSS的某车门屈曲及抗凹性分析

来自:刘圣坤  重庆理工大学汽车学院

作品简介:利用HyperMesh对某国产轿车的前门进行几何清理和网格划分,然后利用RADIOSSlinear buckling对该前门进行线性屈曲分析,通过线性屈曲分析的结果得到该前门较薄弱的位置。然后利用 RADIOSSgeometric non-linear求解功能将直径为80mm的刚性加载器在薄弱的位置处施加400N的集中力并卸载,最终得到薄弱处的最大变形及残余变形,从而对该前门的抗凹性能进行评价。

   

评语:模型有工程意义,模型漂亮,分析使用RADIOSSB2B技术,体现了完整的HyperWorks的分析求解功能。

 

优胜奖:(5名)

作品:RADIOSS在汽车前门侧碰中的应用

来自:王栋  大连理工大学汽车工程学院

作品简介:汽车前门侧撞实验是汽车安全性检测的一个重要环节,本选题讨论了不同截面形状的防撞梁在前门侧撞中的作用以及效果,应用RADIOSS对某轿车前车门碰撞做了仿真,为实际工程中设计防撞梁形状提供一些有益参考,减少了设计成本,缩短了设计周期,同时也显示出RADIOSS在非线性大变形显式计算中的强大功能。

 

 

评语:模型有工程意义,RADIOSS撞击分析,比较了不同模型的结果,报告清晰。

 

作品:基于OptiStruct的汽车车轮结构拓扑优化设计研究

来自:肖登红  北京航空航天大学汽车工程系

作品简介:主要是对某型车轮进行结构轻量化设计,以提高其经济效益。车轮结构复杂,轮辐上分布着通风孔,以及强度试验中所受的载荷均为动载荷,考虑并结合OptiStruct中的各种优化方法,决定先对其进行结构拓扑优化设计,在RADIOSS中对新模型进行相关分析,验证优化结果的有效性

  

 

评语:多工况拓扑优化,模型较好,优化结果漂亮。

 

作品:直升机光电吊舱转塔结构设计

来自:侯杰  西北工业大学机电学院航

作品简介:光电稳定系统用于侦查、制导、导航,在武装直升机的综合火控系统的起着很重要的作用。为了获得满足要求的考虑直升机对质量的要求,限制转塔质量(含传感器质量20Kg)不超过40Kg。依据KENTRON稳定瞄准系统建立有转塔限元模型,优化中部壳体与外侧盖板间的加强筋结构,在满足质量要求的情况下,提高结构整体刚度。后期对优化后的有限元模型进行分析验证,并重构获得转塔的CAD模型。

    

评语:模型为六面体网格,分析和优化有工程意义,拓扑优化结果清晰,包括了使用CATIA进行优化结果的重构。

 

作品:矿用液压支架强度分析

来自:李灿  重庆理工大学汽车学院

作品简介:该课题采用显式动力学分析来模拟静力学问题,为企业产品研发提供了可靠的技术借鉴。根据某公司提供的液压支架的CAD模型,对其进行几何清理、划分网格、定义属性、施加边界条件、提交求解,从而得出液压支架结构受力分布情况。根据市场需要,为产品后续研发提供可靠地思路。

   

 

评语:模型有工程意义,模型规模较大,为常规分析,工况简单。

 

作品:机械结构的振动特性研究

来自:刘超  北京理工大学机电学院

作品简介:由于振动现象的普遍存在,机械结构在工作的过程中往往会受到各种外界激励的影响而产生共振,从而破坏其零件的机械结构或者零件之间的装配关系,并对结构的总体性能产生影响。本题拟通过对某机械结构进行模态分析和谐响应分析等,研究其动力学特性,对其优化方向起到指导性意义。

  

 

评语:选题具有实际工程背景,RADIOSS模态分析和响应分析,全六面体网格。

 

优秀团队奖:(1名)

作品:全复合材料小型机翼优化设计

来自:李楠垭 杭翔  南京航空航天大学机电学院

作品简介:针对目前航空航天领域应用广泛的复合材料制件,提出采用Altair hypermeshOptistruct软件设计复合材料小型机翼的铺层、填充泡沫材料结构及外形和加强翼梁结构的方法,最终对机翼的铺层及结构优化,获得最佳的承载性能和最轻的重量。参考航空飞行器机翼的设计方法,从建模、求解到结果后处理,分析包括上下表面蒙皮、填充泡沫、加强翼梁在类的完整复合材料机翼的铺层、结构优化设计。以三点弯曲的加载方式衡量机翼的承载性能,以模拟实际复合材料机翼在气动载荷下的变形和失效,为小型飞机、无人机的机翼设计提供参考。最终,在本次课题的带动下,推动Altair Hyperworks软件在航空航天院校,复合材料分析设计领域的应用,提高自主创新能力,迎接更多挑战。

 

 

评语:选题具有实际工程背景,详细描述了复合材料优化过程,有结论及实际明细,行业优化过程完整体现。采用拓扑优化确定了加强翼梁的位置,并对复合材料的铺层进行了优化,使得机翼承载能力提高40% ,重量减少20%,效果明显。

 

2012大学生竞赛获奖名单及作品简介

 

 

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