结构优化设计属于CAE技术，将力学理论、数学优化算法、计算机技术进行有机结合，为工程师设计人员提供了一种实现结构强度分析和优化设计的手段，以便从众多的可行性设计方案中找出尽可能完善或者最好的设计方案。
      由桥壳自身的结构特点及其等效应力应变云图，设计变量选取桥壳的厚度rear axle thickness和桥壳中间圆的直径centre-circle R。分析表中的结果，优化设计的目标选取为紧急制动工况时的最大等效应力、最大应变及其自身的质量。
      在Workbench优化设计模块中，点击选择P1和P2，然后在properties of outline中设置上下限边界，桥壳厚度约束范围为12-16，中间圆直径约束范围为200-218，系统会自动生成17个设计点，并计算每个设计点对应的等效应力、应变和质量的数值。在优化结果中，首先是几何结构参数与目标函数的响应图。
      由上述响应图可知，每个点对应一个桥壳厚度值、中间圆直径值和一个相关的响应参数值(紧急制动工况下最大等效应力值、应变值或者桥壳质量)，从响应图的灵敏度来看，桥壳厚度对等效应力、应变、质量的影响大于中间圆直径对其影响，局部灵敏度直方图也很容易看出。通过设置目标函数的相关要求可以得到一组最优方案。进入Workbench中的Optimization，进行目标函数的设置，在桥壳优化设计中，尽量要求质量轻，即质量要小于优化前的数值，同时要求其等效应力和应变不要超过其许用应力、许用应变。设置完成后，更新优化设计结果，将最终得到基于目标函数设置的3组候选设计列表。
      由优化设计结果可知，基于车桥的装配关系，尽量少地改变中间圆的直径，因此最终选取Candidate B方案，即将桥壳厚度改为13.45mm，中间圆直径改为206.09mm，把B方案设置为当前结构模型，从而得到优化后的等效应力、应变和质量数值。优化设计前后设计变量、目标函数等参数的数值对比如表所示。对比上述参数可知，优化后桥壳质量为0.12008t、最大等效应力为247.67MPa、应变为3.0916mm。桥壳质量减少了2.89kg，紧急制动工况下最大等效应力相对而言也有微弱减小，应变几乎没有变化。可见，本次优化设计具有实际意义，实现桥壳轻量化设计，提高桥壳开发周期。

                                                                                  专业从事机械产品设计│有限元分析│强度分析│结构优化│技术服务与解决方案
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