徐峰祥,王得伟,邹 震,梁 锐

(1.武汉理工大学 现代汽车零部件技术湖北省重点实验室, 武汉 430070;2.武汉理工大学 汽车零部件技术湖北省协同创新中心, 武汉 430070;3.桂林航天工业学院 汽车工程学院, 广西 桂林 541004)

0 引言

在轻量化设计过程中,很多梁结构为实现减重而设计成变截面梁结构,如丁华等[1]采用连续变截面管对仪表板横梁进行轻量化,凌智勇等[2]对船用起重机臂架减重设计也采用变截面梁等,而等强度梁便是变截面梁结构的一种,其可以使所有截面上的最大应力同时达到材料的许用应力,从而提高材料的利用率[3]。此外,对于等强度梁这类异形结构的加工,一般通过拉拔或挤压成型的方法实现,可以相对容易地获得任何形状。等强度梁已在许多论文中进行了研究[4-7],但这些论文通常只考虑梁的一些最简单形状,这些形状只满足单个集中力垂向弯曲的等应力条件,无法满足其他复杂力系。

为获得等强度梁结构,主要采用2种设计方法,即理论计算方法和有限元仿真。第一种是推演等强度梁的数学模型,如孟增等[3]以矩形截面梁为例,推演了超静定梁的轴向尺寸等强度设计公式,张定等[8]给出了矩形截面和T形截面梁高的等强度设计公式等,这种方法设计出来的梁截面形状单一,考虑因素较少,难以应用于复杂的工程问题中。第二种是采用有限元软件对结构进行优化,程海鹰等[9]借助anasy软件,对仿等强度梁的关键结构尺寸进行优化设计,Mohammedali等[10]同样采用软件优化了轴向变深度的工字形梁结构,这种方法无非是软件操作,优化速度低下,优化变量数也有限。……