基于拓扑优化方法的方程式赛车链轮轻量化设计

李纪雄; 谭健良; 麦国杰

doi:10.16578/j.issn.1004.2539.2020.05.015

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基于拓扑优化方法的方程式赛车链轮轻量化设计

设计计算 | 更新时间：2022-11-10

- 基于拓扑优化方法的方程式赛车链轮轻量化设计
- Lightweight Design of Formula Racing Sprocket based on Topology Optimization Method
- 机械传动 2020年44卷第5期页码：92-97
- 作者机构：
  
  1.佛山科学技术学院机电工程学院，广东佛山 528000
- 作者简介：
  
  李纪雄（1975— ），男，湖北汉川人，博士，讲师，研究方向为汽车轻量化。
- 基金信息：
  
  广东省佛山市科学技术局电动汽车科研基础创新平台建设项目(2014AG10012);湖南省战略新兴产业项目资助(2018GK4017)
- DOI：10.16578/j.issn.1004.2539.2020.05.015
  中图分类号：
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李纪雄,谭健良,麦国杰.基于拓扑优化方法的方程式赛车链轮轻量化设计[J].机械传动,2020,44(05):92-97.

Li Jixiong Tan Jianliang Mai Guojie.Lightweight Design of Formula Racing Sprocket based on Topology Optimization Method[J].Journal of Mechanical Transmission,2020,44(05):92-97.
李纪雄,谭健良,麦国杰.基于拓扑优化方法的方程式赛车链轮轻量化设计[J].机械传动,2020,44(05):92-97. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2020.05.015.

Li Jixiong Tan Jianliang Mai Guojie.Lightweight Design of Formula Racing Sprocket based on Topology Optimization Method[J].Journal of Mechanical Transmission,2020,44(05):92-97. DOI： 10.16578/j.issn.1004.2539.2020.05.015.

摘要

为了得到轻量化的方程式赛车链轮，将拓扑优化方法引入到链轮结构设计中，构建了轻量化优化设计的数学模型，并对链轮初始设计几何模型进行了3次减重的结构优化，得到质量减少49.59%的链轮；最后，对优化后的模型进行了强度、安全系数和寿命的仿真校核与样件的加工制造，并装配集成到赛车上进行了物理实验。结果表明，优化设计的链轮满足工作要求。

Abstract

Abstract In order to obtain lightweight formula racing sprocket， the topological optimization method is introduced into the design of sprocket structure， the mathematical model of lightweight optimization design is constructed， and the geometric model of initial sprocket design is optimized by reducing the weight three times， and the sprocket with 49.59% mass reduction is obtained. Finally， the optimized model is processed and manufactured with the simulated check for strength， safety factor and life， and the prototype is fabricated and assembled into the racing car. The physical experiments are carried out on the racing car. The results show that the sprocket optimized meets the working requirements.

关键词

赛车链轮拓扑优化轻量化设计物理实验

Keywords

Racing sprocketTopology optimizationLightweight designPhysical experiment

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