轻量化设计分析概述：

  轻量化设计是结构设计中永恒的话题，以汽车为例，不仅传统的燃油车要考虑燃油经济型，要考虑碳排放是否超标，新能源汽车出于对续航里程的考虑也必须将轻量化做到极致。若汽车整车重量降低10%，燃油效率可提高6%-8%，汽车整备质量每减少100公斤，每公里CO2排放量将减少8.5kg，同样在航空航天工业飞速发展和传统装备制造业同质化竞争加剧的今天，新产品总体性能的提升、生产成本的降低以及研发周期的缩短等成为设计人员不懈追求的目标。

技术优势：

      拥有丰富的轻量化设计分析经验（100+套），引入了先进的拓扑优化技术工具，通过定义材料属性、载荷工况与约束条件，寻求给定设计域内材料的最优分布形式，在前期设计阶段大幅度缩短项目的开发周期，并在满足性能目标的前提下使得结构设计最优。

轻量化设计分析成功案例：

案例背景：

这是某公司生产的12000 kN精冲压力机机架。该机架采用不同厚度（30 mm~390 mm）的Q235-A钢板焊接而成，并采用整体退火处理。机架要承受全部的工作载荷，因此其机械性能直接影响整机的工作性能；另一方面，机架体积大、耗材多，通常重量占整机重量的60%左右，其结构轻量化对于整机的轻量化、减少生产和运输成本具有重要意义。因此，有必要对精冲压力机机架进行结构优化设计。

性能要求：

1）具有较好的结构强度，最大工作应力应在许用应力范围内；

2）具有较好的整体刚度，整体刚度可以用额定载荷下的结构应变能或柔度（Compliance）来衡量；

3）具有足够的局部刚度，即受力面和导向面（如图1c所示，由于对称性，只标出两个导向面位置）的变形要在指定范围之内；

4）具有良好的动态特性，要求机架的固有频率远离激振频率，以避免共振。

优化流程概述：

详情优化过程：

轻量化设计分析总结：

1.对12000 kN精冲压力机机架进行了结构优化设计，得到了新的机架结构设计形式，且优化后的机架结构与原始机架结构相比，在性能提高的情况下，重量还减少了13%，成功实现了轻量化；

2.通过有限元分析优化后机架的结构特点，得到两个结论：

第一,机架顶部设计为圆弧形，有利于在保证机械性能的前提下，节省材料、降低生产制造成本。

第二,材料分布靠近约束部位、重心低，有利于提高结构的动态性能。

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