[发明专利]一种制动盘防尘罩的优化设计方法和系统

权利要求书

1.一种制动盘防尘罩的优化设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、根据制动盘防尘罩的几何模型构建制动盘防尘罩的初始有限元模型；

S2、对初始有限元模型进行形貌优化分析和拓扑优化分析，得到形貌和材料分布均为最优的制动盘防尘罩的优化有限元模型；其中形貌优化分析用于得到最优形貌的制动盘防尘罩的有限元模型，拓扑优化分析用于得到最优材料分布的制动盘防尘罩的有限元模型；

S3、通过优化迭代算法对进行了拓扑优化分析和形貌优化分析后的优化有限元模型进行优化迭代，得到制动盘防尘罩的最优的结构模型。

2.如权利要求1所述的制动盘防尘罩的优化设计方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述形貌优化分析以制动盘防尘罩的模态性能为优化目标；

所述拓扑优化分析以制动盘防尘罩的模态性能和刚度性能为优化目标，以使设计区域的质量减少为原设计区域质量的1/3为优化约束。

3.如权利要求1所述的制动盘防尘罩的优化设计方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述制动盘防尘罩的最优的结构模型判断方法包括：制动盘防尘罩的模态和刚度均大于各自设定的目标值时振动耐久损伤值最小。

4.如权利要求1或3所述的制动盘防尘罩的优化设计方法，其特征在于，所述步骤S3中优化迭代算法中，优化变量包括：制动盘防尘罩翻边的高度、制动盘防尘罩初始定义孔的宽度、制动盘防尘罩凸台高度和制动盘防尘罩钣金厚度；优化约束包括：制动盘防尘罩模态和刚度分别大于各自设定的目标值；优化目标包括：振动耐久损伤值最小。

5.如权利要求4所述的制动盘防尘罩的优化设计方法，其特征在于，所述防尘罩翻边的高度的变化范围为Y方向上[-5mmm,5mm]；所述防尘罩初始定义孔的宽度的变化范围为[-2.5mmm,5mm]；所述防尘罩凸台高度的变化范围为Y方向上[-2.5mmm,5mm]；防尘罩钣金厚度的变化范围为[0.6mmm,1.2mm]，所述Y方向为垂直于防尘罩安装面的方向。

6.基于权利要求1所述的制动盘防尘罩的优化设计方法的系统，其特征在于，包括有限元模型构建模块、形貌优化分析模块、拓扑优化分析模块和优化迭代模块；

所述有限元模型构建模块用于根据制动盘防尘罩的几何模型构建制动盘防尘罩的初始有限元模型；

所述形貌优化分析模块用于对有限元模型构建模块构建的初始有限元模型或者经过拓扑优化分析模块进行拓扑优化后的优化有限元模型进行形貌优化分析，得到最优形貌的制动盘防尘罩的优化有限元模型；

所述拓扑优化分析模块用于对有限元模型构建模块构建的初始有限元模型或者经过形貌优化分析模块进行形貌优化后的优化有限元模型进行拓扑优化分析，得到最优材料分布的制动盘防尘罩的优化有限元模型；

所述优化迭代模块用于通过优化迭代算法对进行了拓扑优化分析和形貌优化分析后的优化有限元模型进行优化迭代，得到制动盘防尘罩的最优的结构模型。

7.如权利要求6所述的制动盘防尘罩的优化设计方法的系统，其特征在于，所述形貌优化分析模块的形貌优化分析中，以制动盘防尘罩的模态性能为优化目标。

8.如权利要求6所述的制动盘防尘罩的优化设计方法的系统，其特征在于，所述拓扑优化分析模块中的拓扑分析以制动盘防尘罩的模态性能和刚度性能为优化目标；以使设计区域的质量减少为原设计区域质量的1/3为优化约束。

9.如权利要求6所述的制动盘防尘罩的优化设计方法的系统，其特征在于，所述优化迭代模块中的优化迭代算法中的优化变量包括制动盘防尘罩翻边的高度、制动盘防尘罩初始定义孔的宽度、制动盘防尘罩凸台高度和制动盘防尘罩钣金厚度；优化约束包括：制动盘防尘罩模态和刚度分别大于各自设定的目标值；优化目标包括：振动耐久损伤值最小。

10.如权利要求9所述的制动盘防尘罩的优化设计方法的系统，其特征在于，所述防尘罩翻边的高度的变化范围为Y方向上[-5mmm,5mm]；所述防尘罩初始定义孔的宽度的变化范围为[-2.5mmm,5mm]；所述防尘罩凸台高度的变化范围为Y方向上[-2.5mmm,5mm]；防尘罩钣金厚度的变化范围为[0.6mmm,1.2mm]，所述Y方向为垂直于防尘罩安装面的方向。