题目：发动机典型零件优化方法研究

发动机零件设计方法的研究是发动机设计开发的重要环节，对提高发动机性能有重要作用。本文推导了有限元的基本公式，开发了一个用于结构静力分析和动力分析的线性有限元分析软件。软件采用MFC、OpenGL编写而成。提出了一种动态数据结构用于单元数据、节点数据和材料数据的存储。动态数据结构的优点是可以存储很多数据，因为它总是能动态开辟内存。有限元分析软件实现了与Ansys软件的接口。通过它，可以将Ansys软件里有限元模型的单元数据、节点数据、载荷数据、约束数据导入到有限元分析软件进行求解。结构拓扑优化是结构优化领域的前沿，拓扑优化的模型是建立在有限元模型的基础之上。它的非常重要的一步是操纵单元的刚度矩阵，控制单元的删减。渐进结构优化是结构拓扑优化方法之一。由于它还能处理结构的尺寸优化和形状优化。渐进结构优化有重要的意义。给出了以增大结构刚度为目标的渐进结构优化算法。连杆是发动机的关键部件之一。利用Ansys软件建立了连杆的参数化模型，并对连杆进行了静强度分析。建立了连杆的Ansys命令流文件，用于连杆的优化分析。对连杆的优化模型作了研究，给出了经典的优化算法。以连杆的关键尺寸为设计变量 ，连杆的最大应力和变形为约束变量，连杆的质量为目标函数对连杆进行优化。最后得到了连杆的最佳设计。连杆的质量比初始设计质量减轻了20%，取得了较好的效果。