基于HS-DOE法的钢铝混合摩托车车架性能分析与优化

为了快速评估和提高新型钢铝混合摩托车车架的安全性能,以某款钢铝混合摩托车车架为研究对象,采用HyperMesh软件对其进行性能分析与优化.建立钢铝混合摩托车车架有限元模型,研究钢铝混合摩托车车架在水平载荷、垂直载荷和坐垫载荷3种工况下的最大应力和最大位移.提出一种以Hammersley采样方法改进传统试验设计方法的哈默斯利采样-试验设计(Hammersley Sampling-Design of Experiment,HS-DOE)法,以钢铝混合摩托车车架主要截面厚度为设计变量,分析其对该车架最大应力、最大位移、模态频率和质量的主效应,获得对目标响应较敏感的设计变量.基于此,以钢铝混合摩托车车架强度和模态频率等为约束条件,坐垫载荷工况最大位移最小化为优化目标,采用OptiStruct求解器对钢铝混合摩托车车架结构进行多目标优化设计,并对优化结果进行仿真分析.结果表明,HS-DOE法可以得到更均匀的样本点,在满足设计要求的前提下,使钢铝混合摩托车车架在水平载荷工况下最大应力减小了41.44％;垂直载荷工况下最大应力减小了16.88％;质量减小了1.88 kg,相比优化前减小了10.23％.