SOLIDWORKS Simulation拓扑优化实例——汽车碟式制动盘

设计优化是指在概念设计阶段对产品进行运行模拟和设计优化，节约产品开发的时间和成本。制动钳则是汽车主动安全系统中重要的部件。轻量化设计可以减轻汽车悬架系统的重量，提高汽车的动力性，改善汽车的燃油经济性。下面我们就以汽车碟式制动盘为例，给大家讲解制动盘设计优化步骤：

设计优化是指在概念设计阶段对产品进行运行模拟和设计优化，节约产品开发的时间和成本。在汽车零部件中有大量的零部件是需要在满足强度要求的情况下尽量的轻量化零部件。制动系统是关系到人车安全的关键部件，而制动钳则是汽车主动安全系统中重要的部件。轻量化设计可以减轻汽车悬架系统的重量，提高汽车的动力性，改善汽车的燃油经济性；与此同时，制动钳还必须满足刚度要求，否则过大的变形会影响驾驶员的制动踏板感觉。工程师在制动钳的设计过程中必须要权衡这两方面的因素。

SOLIDWORKS Simlation作为一款面向设计工程师的有限元分析软件，在易用性、与设计软件的集成性上有着很大的优势。我们可以使用SOLIDWORKS Simulation的拓扑优化功能对制动系统中的制动盘进行优化设计。

汽车制动时，制动盘外圈连接部位承受总和为4200N.M的扭矩。分析目标使得制动盘质量减轻75%，同时尽可能保持最大强度以获得优化形状。

定义拓扑分析算例

1.生成拓扑算例，并对零件应用合金钢材质

2.对制动盘中间的六个圆周阵列孔应用固定夹具

3.对外侧的每个半圆孔面应用700N.M的扭矩

4.使用“最佳强度重量比”作为目标执行约束

5.在制造控制中添加脱模控制

6.在制造控制中添加对称控制

7.在制造控制中添加保留区域

运行算例生成图解

生成材料质量图解。图形显示的模型即为优化后的模型。我们也可以直接将此模型输出为3D几何体。

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