机械工程学报

作者：聂昕, 南博

单位：湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室 长沙 410082

关键词：复合材料,拼接铺层,连接结构,离散设计优化,轻量化；

基金：国家自然科学基金重点(61232014)、湖南省自然科学基金(2020JJ4196)、柳州市科技计划重大专项(柳科攻2018AA20503)、(柳科攻2017AA10104)和长株潭标志性工程计划(2019XK2104)资助项目。

多相离散设计是依据零件具体结构，通过各向异性材料分布，获得理想的优化设计方法。针对目前离散设计方法中相邻设计域接头间的可靠性连接问题，提出了一种拼接铺层的结构形式，为结构件设计域连接提供了一种新的方法。结合复合材料离散设计与拼接铺层结构形式，综合考虑拼接接头对零件整体性能的影响，建立复合材料离散铺层优化系统。以汽车后背门模型为例，试验测试与仿真对比，验证了所建立优化模型的结果准确性。在优化过程中引入复合材料相关制造约束和材料插值模型，使优化设计结果兼顾了良好的可实施性。应用该铺层优化设计系统，相较传统复合材料铺层设计，汽车后背门在保证零件性能指标的基础之上，总成零件重量降低28.0%，实现了更加理想的轻量化实施效果。

来源：2021年第7期

《机械工程学报》期刊编辑部

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