2.2 拓扑优化后模型的重建与模态分析
优化后的最优拓扑结构只考虑到结构的刚度，结构的设计应该还需要满足制造工艺、装配关系等设计要求论文开题报告。根据优化结果以及实际制造经验抽象成的布置加强筋后的挡泥板实体模型，如图6所示，图中黄色结构为所布置的加强筋。新的挡泥板结构中，未布置加强筋的部分厚度仍为0.3mm，而加强筋的厚度则为1mm。
图6 拓扑优化后重建的挡泥板模型
在HyperMesh中对新建的挡泥板模型进行网格划分，设置好各项参数机械论文，进行模态分析，得到前6阶模态频率如表2所示,其模态振型依次如图7所示。
表2 挡泥板模型重建后前6阶固有频率
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阶次
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固有频率(Hz)
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1
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84.9
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2
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115.1
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3
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119.1
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4
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143.2
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5
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163.2
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6
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196.5
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图7 挡泥板模型重建后前6阶模态振型
3优化前后各项参数对比
表3 挡泥板优化前后各项参数对比
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第1阶固有频率(Hz)
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第一阶模态振型
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挡泥板质量(Kg)
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优化前
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43.6
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在XOY平面内绕OZ轴弯曲
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0.076
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优化后
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84.9
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在XOY平面内绕OZ轴弯曲
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0.098
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由表3可知化前挡泥板的第一阶固有频率为43.6Hz优化后则为84.9Hz，提高了41.3，提高幅度达94.7%，因此极大的提高了挡泥板的刚度。挡泥板的第一阶模态振型没有发生变化，质量则由0.076kg增至0.098kg，变化不是很大。因此，该挡泥板的拓扑优化结果在较小程度增加重量的情况下提高了刚度，达到了设计要求。
4结论
通过HyperMesh对挡泥板的模态分析，得到了其固有频率特性，发现其第一阶固有频率低于要求的50Hz，刚度不够，这是导致故障的直接原因，必须对其进行优化。在OptiStruct中运用变密度法拓扑优化设计方法，对该挡泥板的中间部分进行优化，为挡泥板的最优加强筋布置设计提供参考。然后依据拓扑优化后的结果,对初始设计进行改进。对新的设计模型进行模态分析，结果表明刚度达到设计要求，体现出了拓扑优化方法为设计提供了科学的指导，在汽车结构初始设计过程中具有重要的理论意义和实际的应用价值，这一方法将在工程中得到更加广泛的应用。
参考文献：
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