發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)中計(jì)算機(jī)輔助工程及優(yōu)化技術(shù)的運(yùn)用

萬(wàn)方數(shù)據(jù)萬(wàn)方數(shù)據(jù)國(guó)外內(nèi)燃機(jī) 2014年第3期國(guó)外內(nèi)燃機(jī) 2014年第3期發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)中計(jì)算機(jī)輔助工程及優(yōu)化技術(shù)的運(yùn)用【日】後藤哲男速藤一摘要：計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)找和選取最佳的參數(shù)值。利用優(yōu)化軟件中快速而精準(zhǔn)的CAE模型及其計(jì)算結(jié)果進(jìn)行可視化操作，以達(dá)到優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的。關(guān)鍵詞：計(jì)算機(jī)輔助工程計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)模擬模型設(shè)計(jì)優(yōu)化有限元應(yīng)力分析網(wǎng)格計(jì)算0 前言 間和成本。另外，在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，各階段所使用的CAE模型因其參數(shù)范圍及種類(lèi)的不同也各有差異近年來(lái)，在面臨全球變暖、大氣污染等問(wèn)題的形同時(shí)，根據(jù)開(kāi)發(fā)進(jìn)度，必須分別使用具有不同詳細(xì)度勢(shì)下，以及在以新興國(guó)家為中心汽車(chē)市場(chǎng)急劇增長(zhǎng)的模型。的背景下，汽車(chē)研發(fā)人員面臨諸多有待解決的課題。當(dāng)前，研究人員不僅單純追求將新的環(huán)保技術(shù)更快、更切實(shí)地應(yīng)用到產(chǎn)品中，還必須在因汽車(chē)用戶(hù) 概念設(shè)訓(xùn)一口 量『快速全球化導(dǎo)致用戶(hù)需求多樣化的趨勢(shì)下，同時(shí)追 ■i 塑蘭鼉豪睡一百量|萋|■一；|雷一一求產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格和產(chǎn)地、銷(xiāo)售地多樣化，以及降低成cAE的確定概念設(shè)汁詳細(xì)分莨效分析 乍輛數(shù)燃料特性所作的改進(jìn)，為適應(yīng)全球化市場(chǎng)所導(dǎo)致的力。目前為止，車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)的研發(fā)步驟主要是“設(shè)計(jì) 目的 識(shí)別模型測(cè)試結(jié)果對(duì)策據(jù)驗(yàn)證一試制樣機(jī)一試驗(yàn)一數(shù)據(jù)分析一設(shè)計(jì)改善一試制樣 校準(zhǔn)饃型機(jī)一試驗(yàn)”的循環(huán)過(guò)程。在試制樣機(jī)的基礎(chǔ)上，運(yùn)用餐：筍mi《3鍬毛』黎熱u({}特殊)(控制模模型面模型三維模型 。。一維模型所謂“戴明循環(huán)”的品質(zhì)管理循環(huán)進(jìn)行開(kāi)發(fā)，但這一 (+i維模型)方法已很難滿(mǎn)足當(dāng)今的全球形勢(shì)和課題要求。因 圖1開(kāi)發(fā)過(guò)程中CAE的定位此，一直以來(lái)主要用于控制系統(tǒng)研發(fā)領(lǐng)域的“基于模型的開(kāi)發(fā)思路”被用于發(fā)動(dòng)機(jī)硬件(結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、機(jī)構(gòu) 從對(duì)確定產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格的貢獻(xiàn)度來(lái)看，CAE設(shè)計(jì))開(kāi)發(fā)領(lǐng)域，使用計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)模型， 型在首次試制樣機(jī)前的概念設(shè)計(jì)階段，在確定基本加快研發(fā)速度。 的式樣規(guī)格參數(shù)后，如何準(zhǔn)確、快速地預(yù)測(cè)這些參數(shù)本文將介紹發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)過(guò)程中CAE工作的重 條件下完成品的性能及功能是非常重要的。反過(guò)來(lái)點(diǎn)，以及實(shí)際開(kāi)發(fā)中優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例。 說(shuō)，在試制樣機(jī)(實(shí)機(jī))之后，利用樣機(jī)進(jìn)行試驗(yàn)的發(fā)手段無(wú)論在研發(fā)周期方面，還是精度方面，其效率1 應(yīng)用CAE的發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)過(guò)程都更高。換言之，越是進(jìn)入整個(gè)開(kāi)發(fā)過(guò)程的后期，不僅限于車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)的開(kāi)發(fā)，將應(yīng)用CAE及實(shí) CAE模型(虛擬)對(duì)開(kāi)發(fā)的貢獻(xiàn)度就越低。機(jī)試驗(yàn)的開(kāi)發(fā)過(guò)程概念化，并按時(shí)間節(jié)點(diǎn)示于圖1。 綜上所述，從“適用新技術(shù)，快速開(kāi)發(fā)多樣化的必須注意的是，如果在最初的概念設(shè)計(jì)階段確定零產(chǎn)品”這一設(shè)計(jì)要求來(lái)考慮，CAE模型最重要的作部件及系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)時(shí)就判斷失誤，那么在之后的用應(yīng)該是在開(kāi)發(fā)過(guò)程最初的概念設(shè)計(jì)階段，廣泛應(yīng)詳細(xì)設(shè)計(jì)及設(shè)計(jì)變更階段，無(wú)論怎樣嘗試彌補(bǔ)，一般用新技術(shù)進(jìn)行參數(shù)研究，并從中合理地選擇最佳的都很難挽回最初的失誤，并且會(huì)極大地浪費(fèi)開(kāi)發(fā)時(shí)產(chǎn)品規(guī)格參數(shù)值。萬(wàn)方數(shù)據(jù)萬(wàn)方數(shù)據(jù)2014年第3期 國(guó)外內(nèi)燃機(jī) 2014年第3期 國(guó)外內(nèi)燃機(jī) 17通常，在介紹利用CAE模型進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)的實(shí)量之間存在互為矛盾的關(guān)系，并且就汽車(chē)的活塞及例時(shí)，一般會(huì)關(guān)注各種形狀的微調(diào)方法，并且重點(diǎn)說(shuō)曲軸而言，決定其設(shè)計(jì)負(fù)荷的運(yùn)行條件不止1個(gè)，明這一點(diǎn)，本文就是以這樣的視角，介紹發(fā)動(dòng)機(jī)主運(yùn)如，為了提高節(jié)氣門(mén)全開(kāi)時(shí)的抗壓安全性，活塞的質(zhì)動(dòng)系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)實(shí)例。在這里需要說(shuō)明的是，本量就必須更大，但較重的活塞在節(jié)氣門(mén)全關(guān)時(shí)承文所闡述的內(nèi)容并不是要否定計(jì)算時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，慣性負(fù)荷的安全性會(huì)變差。另外，零部件中存在多精度更高且更為詳細(xì)的CAE模型的重要性，而是要處弱勢(shì)部位，這些弱勢(shì)部位之間在形狀變化上又強(qiáng)調(diào)，這樣的模型從產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段開(kāi)始就應(yīng)該被用在較為復(fù)雜的對(duì)立關(guān)系，因此很難找到最佳的解于現(xiàn)象闡釋?zhuān)约靶录夹g(shù)的創(chuàng)造領(lǐng)域。 方案。舉例來(lái)說(shuō)，就對(duì)活塞強(qiáng)度產(chǎn)生較大影響的62構(gòu)思的起點(diǎn) 尺寸參數(shù)而言，在減輕活塞質(zhì)量時(shí)，3處弱勢(shì)部位“將功能零件設(shè)計(jì)成最佳的形狀和規(guī)格”是每個(gè)應(yīng)力變化如圖2所示。圖中，灰色箭頭線(xiàn)表示應(yīng)設(shè)計(jì)人員共同的想法。站在設(shè)計(jì)人員的立場(chǎng)來(lái)看，增加，黑色箭頭線(xiàn)表示應(yīng)力降低；另外，箭頭線(xiàn)的粗最希望采用的方法莫過(guò)于是能設(shè)計(jì)上千個(gè)方案，再細(xì)表示應(yīng)力變化程度，箭頭線(xiàn)越粗，就表示應(yīng)力變分別將其制作成樣機(jī)，并對(duì)每臺(tái)樣機(jī)進(jìn)行評(píng)價(jià)試驗(yàn)，越大，箭頭線(xiàn)越細(xì)，表示應(yīng)力變化越小。一般來(lái)說(shuō)，最后從評(píng)價(jià)結(jié)果中篩選出最佳的設(shè)計(jì)方案。更有甚為減輕質(zhì)量而改變零件尺寸會(huì)使各部位的應(yīng)力呈上者，如允許反復(fù)循環(huán)上述步驟，某種程度上擁有一定升趨勢(shì)，但在縮小壓縮高度以減輕質(zhì)量后，銷(xiāo)孔上方技能的設(shè)計(jì)人員將能零失誤地獲得幾近完美的設(shè)計(jì)的應(yīng)力反而會(huì)減弱。這種關(guān)系也體現(xiàn)在其他方面，方案。但在實(shí)際開(kāi)發(fā)中，無(wú)論從時(shí)間，還是從試驗(yàn)設(shè)并且即使應(yīng)力增大，其影響力也并非呈線(xiàn)性變化備等方面來(lái)看，這都是不可能的。 勢(shì)。以此為例，說(shuō)明通過(guò)多目的的優(yōu)化方法謀求構(gòu)建基于CAE模型(虛擬)的設(shè)計(jì)系統(tǒng)，以代替塞的形狀優(yōu)化并不是容易的事。試制樣機(jī)(實(shí)機(jī))，可解決上述問(wèn)題，并且在多個(gè)功能設(shè)計(jì)領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)。下文將以發(fā)動(dòng)機(jī)往復(fù)系 3個(gè)危險(xiǎn)部位的應(yīng)力變化統(tǒng)零部件的設(shè)計(jì)為例，進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容的介紹。 頁(yè)部l}|央 ②加強(qiáng)筋R ③銷(xiāo)孔I：方．—．惡化3發(fā)動(dòng)機(jī)往復(fù)系統(tǒng)零部件的功能和設(shè)計(jì)要素對(duì)于眾多汽車(chē)制造商來(lái)說(shuō)，發(fā)動(dòng)機(jī)的往復(fù)系統(tǒng)零部件屬于所謂“功能開(kāi)發(fā)零件”，可以委托國(guó)內(nèi)外的大型供應(yīng)商開(kāi)發(fā)并生產(chǎn)。但本田公司的產(chǎn)品以自主研發(fā)為主，力求能開(kāi)發(fā)出適用于多種機(jī)型的高效率零部件。往復(fù)系統(tǒng)零部件的功能是將燃燒產(chǎn)生的圖2活塞輕量化與主要危險(xiǎn)部位應(yīng)力變化的關(guān)系氣體壓力轉(zhuǎn)換成曲軸的旋轉(zhuǎn)做功，其設(shè)計(jì)要素如下： 多目的優(yōu)化有2種求解方法，即連續(xù)近似優(yōu)(1)無(wú)損壞，即安全性高；(2)質(zhì)量輕；(3)摩擦?。?4) 法和全局優(yōu)化法。前者在某種程度上要反復(fù)計(jì)算，低振動(dòng)、低噪聲等。 從目標(biāo)函數(shù)的反應(yīng)中掌握其性質(zhì)，逐漸提高反應(yīng)曲其中，在評(píng)估指標(biāo)明確并易于模擬的前提下，對(duì) 面的精度，從而逐步獲得最佳解；后者是為了與局提高商品價(jià)值及降低成本有較大作用的是前兩項(xiàng)要 部最佳解分散于各處的多模態(tài)函數(shù)相平衡，在相素，因此，本田公司將其作為主要的目標(biāo)函數(shù)，構(gòu)建較大的范圍中尋找最佳值?；谏鲜隼碚?，如要了能夠提供最輕量規(guī)格參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)系統(tǒng)。當(dāng)變所設(shè)計(jì)零件的形狀，就必須遵循高級(jí)運(yùn)算法則，然，考慮到商品開(kāi)發(fā)的目的，也不允許為了輕量化而運(yùn)行能使三維模型變形的程序，但由于形狀參數(shù)犧牲其商品價(jià)值，所以上述要素(3)和要素(4)的性數(shù)量極大，所以從建模所需時(shí)間來(lái)考慮是不現(xiàn)能不低于現(xiàn)有機(jī)型亦是此次設(shè)計(jì)的必要條件。 煦、。4往復(fù)系統(tǒng)零部件優(yōu)化設(shè)計(jì)中的課題 因此，從確定活塞基本結(jié)構(gòu)的概念設(shè)計(jì)階段始，將需要評(píng)估的規(guī)格參數(shù)制成CAE模型，并選擇在往復(fù)系統(tǒng)零部件的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，“多目的的優(yōu) 計(jì)算方法，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化設(shè)計(jì)?？蓪?yōu)化過(guò)程中的課化”是必不可少的。一般來(lái)說(shuō)，提高可靠性和減輕質(zhì) 歸納為以下4點(diǎn)：(1)形狀變形自由度高，可構(gòu)建用一18 國(guó)外內(nèi)燃機(jī) 一18 國(guó)外內(nèi)燃機(jī) 2014年第3期于多參數(shù)研究的CAE模型；(2)設(shè)定閾值，在參數(shù)研關(guān)系的公式。將這種包含了公式的尺寸矩陣稱(chēng)為究范圍內(nèi)具有充分的計(jì)算精度，可對(duì)規(guī)格參數(shù)進(jìn)行“尺寸系統(tǒng)圖”。正確的評(píng)估；(3)可快速對(duì)多個(gè)參數(shù)進(jìn)行計(jì)算；(4)基 圖4為活塞的尺寸系統(tǒng)圖。用于表征活塞形于計(jì)算結(jié)果，選擇合理的設(shè)計(jì)參數(shù)。 的尺寸大概有200個(gè)以上，這些尺寸參數(shù)可以分對(duì)此，如在計(jì)算設(shè)備、軟件權(quán)限及人力資源等方 兩大類(lèi)：可以任意變化的尺寸，即獨(dú)立尺寸；受其他面有巨大投入，可以解決上述某些課題。但從成本尺寸變化影響而被動(dòng)變化的尺寸，即從屬尺寸。效益的觀(guān)點(diǎn)來(lái)看是不現(xiàn)實(shí)的，因此，嘗試在最大限度外，設(shè)計(jì)人員只要指定參數(shù)的范圍及基準(zhǔn)數(shù)，就可利用現(xiàn)有資源的前提下解決上述課題。 在極短時(shí)間內(nèi)由軟件自動(dòng)生成數(shù)千個(gè)尺寸系統(tǒng)圖4．1制作用于多參數(shù)研究的CAE模型 組合，這使多參數(shù)研究變得更為簡(jiǎn)單類(lèi)似CatiaVS那樣用于日常設(shè)計(jì)業(yè)務(wù)的、基于參數(shù)化特征的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)尺寸參數(shù)值，就能夠改變?nèi)S模型的形狀。而且，Catia軟件中編人了從Excel文件讀入數(shù)據(jù)的功能，只需事先在Excel表中作好矩陣圖，輸入想要改寫(xiě)的尺寸參數(shù)，catia軟件就會(huì)讀取這些數(shù)據(jù)，制作并導(dǎo)出變形后的模型。若是省略了詳細(xì)形狀的曲軸或活塞簡(jiǎn)易模型，可在20～30s內(nèi)完成CAE模型的制作。這樣，可以通過(guò)改寫(xiě)尺寸參數(shù)值來(lái)改變形狀的三維模型被稱(chēng)為“參數(shù)化模型”。但是，為了能夠有效地進(jìn)行參數(shù)研究，也為了避免出現(xiàn)模型形狀不成立的問(wèn)題，必須從模型制作階段就具備高超的建模 在參數(shù)化模型制作中，為了確保覆蓋大范圍尺技巧。 寸參數(shù)的變形自由度，由于很難表現(xiàn)與制作產(chǎn)品的作為參數(shù)研究的方法之一，引進(jìn)了所謂“尺寸系 CAD模型相同的詳細(xì)形狀，所以必須簡(jiǎn)化形狀，但統(tǒng)圖”的概念。下文以改變活塞銷(xiāo)直徑和長(zhǎng)度為例 必須注意的是，在選定規(guī)格參數(shù)時(shí)，必須確保充分的加以說(shuō)明。如要縮小銷(xiāo)的孔徑，設(shè)計(jì)人員為了加長(zhǎng)計(jì)算精度。大排量發(fā)動(dòng)機(jī)和小排量發(fā)動(dòng)機(jī)均采用同連桿的長(zhǎng)度，需將銷(xiāo)孔的中心坐標(biāo)向上移動(dòng)，但這樣樣的參數(shù)化模型，只須改寫(xiě)尺寸值，就能生成相應(yīng)的做的話(huà)，如果閥槽形狀是以銷(xiāo)孔中心為基準(zhǔn)被限定產(chǎn)品制造CAD模型(圖5)。這只是初期的參數(shù)化模的，那么，一旦銷(xiāo)孔中心移動(dòng)，整個(gè)形狀也會(huì)發(fā)生變型，其差異非常小，然后再通過(guò)進(jìn)一步的改良，就能動(dòng)，這就無(wú)法實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)人員想要完成的參數(shù)變化。更接近實(shí)際產(chǎn)品的形狀。另外，為了維持活塞銷(xiāo)凸臺(tái)部位的壁厚，必須縮小凸臺(tái)外徑。一般說(shuō)來(lái)，當(dāng)外徑減小，而又要維持活塞銷(xiāo) Ⅻ譽(yù)，燃翼，—，●▲1—一的情況下，設(shè)計(jì)人員就需要減少銷(xiāo)端面兩側(cè)的壁厚 95辯聞≮羅贏(yíng)窄豳的壁厚，其內(nèi)徑也要相應(yīng)縮小。接著，在縮短銷(xiāo)長(zhǎng)度(圖3)。 豁l罷費(fèi)，●1—嫦小銷(xiāo)直徑和長(zhǎng)度匏實(shí)例l蕈籍‰64 群蓼圈≮爹鲞斌一雩霧兩崮j參數(shù)比模坐與滔基J’‘品制造三維模型H0J眵狀比較4．2計(jì)算精度和評(píng)估規(guī)格的閾值應(yīng)用CAE并對(duì)其進(jìn)行試驗(yàn)，所以如果模型的計(jì)算精度不高，那就只能是紙上談兵，因此確保計(jì)算精度是最重要的。如上所述，零件尺寸參數(shù)大多存在密切的關(guān)聯(lián)，在實(shí)際構(gòu)建優(yōu)化系統(tǒng)的過(guò)程中，80％為了有效地進(jìn)行參數(shù)研究，在控制參數(shù)化模型變形的Excel表中。必須要包含表征上述參數(shù)之間幾何以往量產(chǎn)機(jī)型及開(kāi)發(fā)機(jī)型的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)和實(shí)例，并用萬(wàn)方數(shù)據(jù)萬(wàn)方數(shù)據(jù)2014年第3期 國(guó)外內(nèi)燃機(jī) 2014年第3期 國(guó)外內(nèi)燃機(jī) 19一CAE模型對(duì)收集到的各種數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，從而確認(rèn) 解析等其他軟件的情況下，必須在優(yōu)化工作的初期，其精度，并改善模型。 選定最佳的規(guī)格參數(shù)，以反映出相對(duì)基礎(chǔ)模型僅1在不同模型及不同運(yùn)行條件下，以提高精度為 組計(jì)算結(jié)果的評(píng)估閾值，并通過(guò)再次確認(rèn)分析，確保目的的方法都不盡相同，因此這里就不再列舉具體這一規(guī)格參數(shù)值的合理性。的實(shí)例。但作為模擬結(jié)果，會(huì)出現(xiàn)計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)4．4計(jì)算結(jié)果可視化和設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇結(jié)果一致或不一致的情況，不管是哪種情況，都必須 以活塞的優(yōu)化設(shè)計(jì)為例，相對(duì)參數(shù)研究范圍內(nèi)弄清問(wèn)題的原因，如導(dǎo)致結(jié)果不一致的原因，以及每數(shù)百至數(shù)千個(gè)計(jì)算模型，將其各自15處應(yīng)力和2種情況各自的特征等，只有這樣，才能正確理解實(shí)際變形量(剛性)輸出到最高燃燒室壓力和最大慣性力現(xiàn)象，并將獲得的知識(shí)反饋為模型邊界條件，生成網(wǎng)這兩個(gè)條件中。在包括活塞質(zhì)量在內(nèi)的30多個(gè)計(jì)格。從而提高模擬精度。當(dāng)然，雖然目前還無(wú)法將所算結(jié)果中，包含了多種互為矛盾的關(guān)系，僅靠人力很有的模型精度都提高至期望值，但因?yàn)檎_了解了難找出最佳參數(shù)，并且其效率也極低，因此引進(jìn)優(yōu)化模型精度的相關(guān)情況，從而能設(shè)定評(píng)估最佳設(shè)計(jì)所軟件modeFRONTIER。使用優(yōu)化軟件的插補(bǔ)功能，必需的閾值。另外，通過(guò)弄清每個(gè)零件應(yīng)予以重視比如按活塞直徑17mm、20mm和23mm這樣相當(dāng)?shù)奈ｋU(xiǎn)部位，為實(shí)際開(kāi)發(fā)優(yōu)化系統(tǒng)積累了大量經(jīng)驗(yàn)。粗略的3個(gè)基準(zhǔn)，計(jì)算參數(shù)研究結(jié)果，就可以從中非4．3快速的多參數(shù)計(jì)算 常準(zhǔn)確地推斷出最佳值。舉例而言，如模型有5個(gè)尺寸參數(shù)，分別為其設(shè) 這一優(yōu)化系統(tǒng)首次被運(yùn)用于2012年秋季上市定上限值、中間值和下限值3個(gè)基準(zhǔn)，運(yùn)用有限元應(yīng) 的Accord插電式混合動(dòng)力車(chē)(配裝排量為2．oL的力分析法(FEA)對(duì)所有參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，需計(jì)算的參 阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī))的活塞與活塞銷(xiāo)設(shè)計(jì)。在初數(shù)就有243(3j)組，假設(shè)每組的計(jì)算時(shí)間為1h，那么 期確定規(guī)格參數(shù)時(shí)，曾在錯(cuò)誤試行幾種參數(shù)后實(shí)施用1臺(tái)工程工作站至少需要10天才能完成計(jì)算，這 優(yōu)化計(jì)算，其最終結(jié)果示于圖7。圖7表示的是往復(fù)在追求速度的實(shí)際開(kāi)發(fā)過(guò)程中是不被接受的。 系統(tǒng)設(shè)計(jì)中影響最大的5個(gè)尺寸參數(shù)的研究結(jié)果，5因此，研究人員構(gòu)建了并行計(jì)算處理(網(wǎng)格計(jì) 個(gè)分圖的橫軸均表示各尺寸參數(shù)，豎軸均表示活塞算)系統(tǒng)，系統(tǒng)使用運(yùn)行本田公司標(biāo)準(zhǔn)CAD程序和活塞銷(xiāo)的合計(jì)質(zhì)量。針對(duì)需要評(píng)估的十幾處應(yīng)力CatiaV5的工作站，以及編入Catia程序的FEA軟值和變形量預(yù)先設(shè)定閾值，圖7中的點(diǎn)群代表能滿(mǎn)件。該系統(tǒng)從尺寸系統(tǒng)圖中讀取形狀參數(shù)，是一種足閾值要求的CAE模型，而超出閾值范圍的模型則可將優(yōu)化設(shè)計(jì)所需的一系列功能實(shí)現(xiàn)無(wú)縫處理的工沒(méi)有標(biāo)示在圖中。另外，接近于直線(xiàn)狀的點(diǎn)群是實(shí)作流程系統(tǒng)，其一系列功能包括啟動(dòng)Catia程序后自際制成三維模型并進(jìn)行過(guò)計(jì)算的值；背景大片的點(diǎn)動(dòng)制作多個(gè)CAE模型，為網(wǎng)格系統(tǒng)中的工作站增加群則是利用優(yōu)化軟件插補(bǔ)推定的值。最終選定的規(guī)計(jì)算任務(wù)，從各工作站的計(jì)算結(jié)果中獲取必要的應(yīng)格參數(shù)用“★”符號(hào)表示。觀(guān)察右下角分圖中活塞銷(xiāo)力和變形量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)等。使用這一系統(tǒng)。不僅縮短直徑的邊沿虛線(xiàn)可知，對(duì)輕量化最有影響的是活塞了參數(shù)研究的計(jì)算時(shí)間，而且大幅簡(jiǎn)化了預(yù)處理和銷(xiāo)直徑，因此選用輕量化效果最為飽和的18mm作后續(xù)處理工作，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化(圖6)。 為活塞銷(xiāo)的直徑。應(yīng)用上述研究結(jié)果，與基礎(chǔ)車(chē)型的發(fā)動(dòng)機(jī)相比，活塞及活塞銷(xiāo)的合計(jì)質(zhì)量從最初的試制階段起就能實(shí)現(xiàn)每缸減輕87g的目標(biāo)，而且在可靠性、噪聲及摩擦方面沒(méi)有出現(xiàn)任何性能惡化，因此初期的設(shè)計(jì)方案幾乎未經(jīng)修改就可進(jìn)入商品化階段。5 結(jié)語(yǔ)的設(shè)計(jì)為起點(diǎn)，在包括賽車(chē)用發(fā)動(dòng)機(jī)的后續(xù)機(jī)型開(kāi)圖6 使大量數(shù)據(jù)的自動(dòng)化處理成為可能的功能系統(tǒng)群 發(fā)中，被延伸至曲軸及連桿的設(shè)計(jì)，甚至被運(yùn)用于包括機(jī)體在內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)基本結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。目前為止所在上述系統(tǒng)中，由于能夠進(jìn)行多參數(shù)計(jì)算的軟 計(jì)的規(guī)格參數(shù)值均達(dá)到同級(jí)別最輕量的水平，并件只有標(biāo)準(zhǔn)配備Catia程序的FEA，所以在需要熱 未出現(xiàn)設(shè)計(jì)上的瑕疵，證明了該系統(tǒng)的有效性，今后萬(wàn)方數(shù)據(jù)萬(wàn)方數(shù)據(jù)國(guó)外內(nèi)燃機(jī) 2014年第3期國(guó)外內(nèi)燃機(jī) 2014年第3期圖7 活塞與活塞銷(xiāo)的參數(shù)優(yōu)化實(shí)例計(jì)劃將進(jìn)一步擴(kuò)大其適用領(lǐng)域。屆時(shí)還將引入試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法，嘗試?yán)酶嗟膮?shù)進(jìn)行優(yōu)化。再者，作 田芳萍譯自 自勤卓技衍，2013，67(6)為開(kāi)發(fā)過(guò)程而言，本文所介紹的設(shè)計(jì)手法不僅限于 朱曉蓉校發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)，基本說(shuō)來(lái)可以應(yīng)用于所有機(jī)械零件的 朱曉蓉編輯設(shè)計(jì)，故有望適用于更多的技術(shù)領(lǐng)域。 (收稿日期：2014一02—11)儼‰島劫劫匈向劫≮‰向％島島向南場(chǎng)劫劫≮島≮≮向≮島物≮島≮≮勻‰島≮島島匈島≮≮‰勘島劫≮島匈嘞≮隸 穗 歡迎訂閱《2013年中國(guó)內(nèi)燃機(jī)工業(yè)年鑒》 筏蔫 洚《中國(guó)內(nèi)燃機(jī)工業(yè)年鑒》是中國(guó)內(nèi)燃機(jī)協(xié)會(huì)主管刊物，自1993年創(chuàng)刊至今已有21年。作為我國(guó)內(nèi)燃機(jī)工業(yè)及其相關(guān)拶行業(yè)發(fā)展脈絡(luò)的記錄者，《中國(guó)內(nèi)燃機(jī)工業(yè)年鑒》以翔實(shí)的內(nèi)容、豐富的數(shù)據(jù)，以及資料的高度可靠性得到了全行業(yè)廣大讀’者的歡迎和支持，是行業(yè)中不可多得的工具書(shū)和資料庫(kù)，可滿(mǎn)足不同層次讀者的需求。 蘇蔣《2013年中國(guó)內(nèi)燃機(jī)工業(yè)年鑒》主要