汽车空调管路系统随机振动疲劳分析优化研究

为解决某汽车空调管路由于共振导致的断裂故障,采集空调管路系统的随机振动激励,将其转换为功率谱密度曲线作为激励进行随机振动试验,得到管路的疲劳寿命,然后进行单位载荷的频率响应分析得到频率应力的传递函数,并进行随机振动疲劳分析,通过试验标定管路系统中的橡胶复合材料,分析其对寿命影响的敏感性。结果表明,管路疲劳寿命低于试验要求,其危险点与断裂位置一致。通过在管路共振方向增加支撑支架进行优化设计,优化后管路疲劳寿命满足要求,整车耐久试验结果表明,管路的应力大幅降低,且未发生断裂。     

分动箱油冷器侧边连接结构优化设计研究

针对某越野车辆分动箱油冷器侧边支架在整车可靠性路试中出现断裂故障,对其结构进行优化,使用CATIA软件进行三维建模,运用Hypermesh软件创建油冷器和侧边支架的有限元模型,在特定工况下,使用ANSYS软件对其进行约束模态、静强度和频率响应分析,对比改进方案、原方案分析结果,结果显示原方案应力较大处与实物断裂位置相同,并且改进方案满足设计要求。最后,在实车路试上对其进行可靠性验证,结果表明:优化后的侧边支架与新增的橡胶软垫组件组合使用通过了道路可靠性试验,满足整车使用要求。     

PC箱梁顶推施工体外预应力加固优化研究

以类双层顶推施工PC箱梁为研究对象,建立该桥ANSYS有限元模型,分析了其顶推过程中钢导梁及混凝土箱梁受力规律,并根据计算结果,使用体外纵向预应力对受力薄弱部位进行加固优化,优化结果表明:体外预应力可有效降低顶推过程中应力峰值,其中钢导梁最大拉应力降幅30.8%,钢混结合段拉应力降至1.53 MPa以下,且应力集中区域面积明显减小。     

排气焊缝路试断裂问题解决方案

在某排气开发项目中,排气系统路试里程58%时,消声器吊钩焊缝根部出现断裂,文章通过对焊缝质量检查、焊缝寿命试验排查方式,发现不是焊缝质量原因,然后利用ncode公司e-DAQ路谱采集系统对该排气系统吊钩焊缝进行实验厂工况应变路谱采集,并将实验得到焊缝SN曲线输入到ncode公司的GlyphWorks软件对焊缝路试载荷损伤及安全系数进行计算,分析得到损伤为17.3,不满足要求,得出失效为设计原因,在对吊钩设计进行优化后,重新对优化后吊钩进行SN曲线实验和路谱采集,并计算优化后吊钩损伤为0.0581,满足耐久要求,最后将新设计方案提交主机厂路试,最终通过路试验证。     

电动自行车车架的静态分析与优化

本文利用有限元技术对电动自行车车架结构的静态特性作了详细的分析,使用AN SYS软件建立车架有限元模型,建模时根据车架的边界条件和结构特点,采用壳、管、梁和弹簧单元对车架结构离散化,通过耦合方式对车架各部件进行装配组合。对车架结构强度进行了优化,通过优化车架质量减轻了14.3%,车架的最大应力由原来的98.8MPa减小到82.7MPa,并使车架应力分布均匀。     

新型镦边U肋与面板连接焊缝切口应力分析

正交异性钢桥面板焊接部位疲劳问题突出,为研究采用新型镦边U肋替代传统U肋,其与正交异性钢桥面板焊缝处的应力改善情况,以典型正交异性钢桥面板为研究对象,按照实际尺寸参数采用ANSYS有限元软件建立足尺节段模型进行分析。确定关注区域及最不利荷载加载位置,在此基础上,建立焊缝局部精细模型,采用切口应力法分析镦边U肋与面板焊缝和传统U肋与面板焊缝在焊趾及焊根部位的应力。结果表明:采用镦边U肋与传统U肋在U肋与面板焊缝处应力分布基本相似;相对于传统U肋焊缝,镦边U肋焊缝在面板焊趾、焊根和U肋焊趾处应力最大降幅分别为24.3%、43.8%、60.5%,镦边U肋可以较好地改善U肋与面板焊缝处的应力集中效应,有利于提高结构的抗疲劳性能。     

基于PSD的矿用车平衡轴支座螺栓失效仿真分析

针对某矿用自卸车平衡轴螺栓早期失效问题,以该型自卸车车架为研究对象,重点关注平衡轴连接螺栓。以Hyperworks平台建立有限元模型,对车架进行基于功率谱密度的随机振动疲劳分析。结果表明:螺栓在垂向激励载荷作用下受到的等效应力最大1σ值为698 MPa,位于内侧螺栓处,换算为3σ应力值为2094 MPa,远不满足材料40Cr强度要求,即造成螺栓早期失效的原因是随机振动激励下,螺栓强度不足。提出改进建议:加强平衡轴螺栓的连接强度。经过市场验证,改进措施取得了良好的效果。     

基于Hyperworks的某驾驶室结构强度优化研究

为优化某商用车驾驶室强度性能,文章基于有限元方法对驾驶室进行了强度分析,同时采集试验场实车驾驶室应力应变,试验结果显示,特定路面钣金位置应变很大,对驾驶室结构进行了局部优化,CAE分析结果满足要求及路试考核通过。     

基于NASTRAN的散热器冷却液渗漏问题复现与优化

为解决某车型散热器冷却液渗漏问题,基于有限元静力分析基础理论,运用Nastran软件对散热器开裂渗漏区域进行问题复现,确定满足虚拟仿真分析中的高应力部位与实车散热器渗漏区域一致性条件的最佳工况方案。借助于该工况方案,对不同优化方案进行强度仿真分析,寻找可行的优化方案,针对虚拟验证无渗漏的优化方案进行试制试验,样车强化坏路耐久路试后散热器冷却液无渗漏问题,仿真分析与试验吻合度高,从而验证了仿真分析与优化设计的可行性。     

某车型上推力杆结构改进

重型汽车上推力杆在使用过程中杆头发生断裂失效比例较大,经过对售后件分析及安装位置分析建立受力分析模型,进行有限元计算,并根据有限元分析结果进行优化设计。针对优化后推力杆经行拉伸、扭摆、偏转等疲劳试验,及装车路试表明优化后推力杆可满足该车型的使用强度。     

汽车减振器支架焊缝疲劳寿命优化设计

为解决某型汽车减振器支架在道路试验中发生开裂的问题,通过整车多体动力学分析进行悬架多工况载荷提取,并结合焊缝S/N疲劳曲线进行减振器支架寿命分析。在对优化前后的减振器支架进行分析的基础上,根据焊缝疲劳和强度对其进行结构改进设计和实车路试验证。结果表明,优化后的减振器支架在后续路试中未发生失效开裂,说明基于悬架多工况下的结构焊缝疲劳和强度分析具有很好的可靠性和适用性。     

基于CATIA和ANSYS的货车驱动桥壳有限元分析

为验证某货车驱动桥壳是否会出现断裂和塑性变形,利用CATIA软件对某货车驱动桥壳建立三维实体模型,通过传递数据接口,把模型导入有限元分析软件ANSYS,对驱动桥壳进行了2.5倍满载轴荷下的应力分布和变形情况分析。计算结果为：板壳和凸缘连接处最大应力为186MPa,小于材料屈服强度295MPa;轮距最大变形量为0.405728mm/m,小于国家规定的1.5mm/m,该驱动桥壳强度满足设计要求。表明驱动桥半轴套筒与轮毂内轴承的接触面和桥壳与凸缘连接处容易发生损坏,该方法为进一步优化改进设计提供了可靠的理论依据。     

U肋对接焊缝三维疲劳裂纹应力强度因子分析

U肋对接焊缝处易出现疲劳裂纹,为了分析该部位裂纹体应力强度因子对各关键参数的敏感程度及其简化计算公式,以港珠澳大桥为背景,利用ANSYS有限元软件,逐步建立了该桥正交异性钢桥面板U肋对接焊缝处三维半椭圆形裂纹体的精细化仿真分析模型,采用相互作用积分与有限元相结合的方法计算半椭圆形裂纹体应力强度因子,进行系统的参数分析,探讨了应力强度因子随各关键设计参数的变化规律,并根据有限元分析结果得出了应力强度因子计算公式。结果表明:应力强度因子对裂纹前缘位置和裂纹深度较敏感,而对顶板厚度、U肋厚度及U肋顶板宽度的敏感性较弱,基于响应面法得到的拟合公式计算应力强度因子具有较高的计算精度。     

某车型车身排气结构设计与分析

针对某款车型在样车测试中发现的车辆关门力大问题，经对比不同车型的排气孔面积和车辆乘员舱体积，发现问题产生的主要原因是排气孔面积不足。通过有限元方法对车身钣金件增加排气孔后的车身刚度、强度进行分析优化，结果显示优化后车身扭转刚度降低0.63%，弯曲刚度降低0.81%，车身刚度仍满足设计要求，排气孔处的应力值分别为56 MPa和54 MPa，低于材料屈服强度，验证了优化方案的可行性和可靠性。     

基于HyperWorks的托料器轻量化设计研究

以冲压车间运输板料的托料器为研究对象,根据其实际工作状态和极限荷载情况,建立CAD模型和有限元模型,对其进行静力分析,确定了托料器应力分布情况。在此基础上,应用拓扑优化、形状优化等优化方法对托料器的整体结构进行轻量化设计,优化后的托料器质量由111.8 kg降为93.99 kg。最大变形由1.502 mm降低至0.923 mm。同时最大应力由207.6 MPa降为188.2 MPa。结果表明结构优化后托料器在减轻质量的同时,提高了性能。     

驱动桥桥壳有限元分析及结构优化

某型驱动桥在道路试验过程中,多台样桥在环焊缝处出现不同程度的断裂,针对此种情况,我们利用三维软件SOLIDWORKS及有限元软件NASTRAN对该桥重新建模、分析,基于分析结果优化了桥壳壳体结构,降低了环焊缝处应力值,使该桥顺利通过道路试验。     

某车型减振器支架断裂原因分析及改进方案

悬架系统的减振器支架作为连接车架及减振器的零件,在车辆运行过程中,因受到减振器的拉力及压力,经常导致断裂失效,致使减振器无法正常工作。文章以某车型减振器支架的故障断裂为例,采用HyperMesh有限元分析方法对支架进行应力分析,计算结果表明:支架最大应力384MPa,应力最大位置与故障件断裂位置吻合,因此,判断支架因强度不足导致的断裂。针对支架的断裂原因,提出了3种加强改进方案,从应力、重量、成本、整改周期等因素考虑,选择最优的改进方案。整改后的减振器支架3年内售后故障率为0,达到预期效果,整改方案有效。     

燃料电池城市客车结构有限元分析与轻量化设计

建立了带空气弹簧悬架模型的燃料电池城市客车骨架结构有限元模型,并计算其静强度、扭转刚度以及自由振动模态,结果表明燃料电池城市客车设计是安全可靠的。然后对燃料电池城市客车进行计及制造约束的优化。与原设计相比,优化后质量降低8.17%,一阶扭转频率提高7.89%,右前轮悬空工况时的最大应力降低24.42%。     

钢桥面板纵肋对接焊缝疲劳裂纹扩展特性及加固方法研究

针对钢桥面板纵肋对接焊缝中典型的疲劳开裂情况,为研究萌生于该处的疲劳裂纹在后期扩展过程中所表现的特征,以及根据其扩展机理采用在纵肋底板栓接钢板的加固效果的评估,利用Ansys软件建立了纵肋对接焊缝处的疲劳裂纹有限元模型,采用相互作用积分与有限元相结合的方法得到的裂纹前缘应力强度因子来对研究对象进行分析。结果表明:纵肋对接焊缝处疲劳裂纹的扩展过程中Ⅰ型应力强度因子KⅠ与等效应力强度因子Keff之间数值差距很小,Ⅰ型(张开型)开裂模式在扩展过程中占主导地位;Ⅰ型应力强度因子KⅠ随着裂纹扩展尺寸的增加一直处于增大的趋势,由于应力强度因子是裂纹扩展速率的主要参量,疲劳裂纹扩展速率随着裂纹扩展的进行而逐渐增大;通过对纵肋底板栓接钢板加固措施的理论分析,该加固方法能够大幅改善纵肋对接焊缝疲劳裂纹前缘的应力强度因子,使疲劳裂纹的扩展得到有效控制。     

基于力学计算的基层裂缝修补需求分析

沥青路面基层裂缝会严重影响路面整体结构的稳定性,为明确基层裂缝的修补需求,以典型高速公路为例,利用有限元软件ABAQUS对比分析移动荷载作用下,完整路面结构与存在基层裂缝路面结构的应力变化情况,并求得基层底部与顶部最大拉应力和剪应力。结合典型高速公路交通量,得出不同设计年限下基层裂缝修补需求。结果表明,当基层裂缝存在时,面层及基层的最大拉应力分别增加了140.00%、4.54%,面层最大剪应力增加了8.12%,基层最大剪应力降低了2.17%;设计年限为10年时,基层最大抗拉强度为1.0 MPa,抗剪强度为0.95 MPa。