基于MSC.Patran的牵引车车架轻量化设计

基于有限元分析软件MSC.Patran,建立了某牵引车车架的有限元模型,提出了降重100kg的轻量化方案;对轻量化前后车架进行纯弯曲和扭转工况应力分布对比分析,证明优化后车架的可靠性更高;对轻量化前后车架进行模态分析,证明优化后车架固有频率和振型变化不大,实现了轻量化目标。     

基于相对灵敏度的轻卡车架轻量化研究

运用hypermesh软件建立某型轻卡车架有限元模型,利用模态试验验证了有限元模型的准确性。分析了车架在弯曲和扭转工况下的等效应力、变形及模态频率,计算了该模型的车架质量和扭转工况下最大应力灵敏度,并提出相对灵敏度绝对值较大的组件的厚度作为轻量化设计变量,在保证一定的强度、刚度条件下,按照高刚度、轻质量的要求对车架组件进行厚度修改,实现车架轻量化。     

新能源车前副车架轻量化设计方案

以副车架性能及轻量化为优化目的,通过建立钢制副车架的有限元模型,求得其约束模态,并对向前紧急制动、极限转向、单侧过深坑常用典型工况进行强度分析,对摆臂安装点进行动刚度分析。然后基于该车型钢制前副车架硬点,通过遗传算法的全局优化策略,设计挤压铝前副车架轻量化方案,成功减重34%,具有一定的借鉴意义。     

车架及其纵梁加固板轻量化研究

通过对车架仿真建模,提出拓扑优化方案,通过对车架模态、扭转刚度/强度、弯曲刚度/强度分析,验证车架及其纵梁加固板轻量化结构优化设计方案的合理性。     

基于灵敏度的SUV车架多性能综合优化

建立某SUV车架的有限元模型,对车架进行弯曲刚度、扭转刚度和模态分析,并进行车架的弯曲和扭转刚度测试,测试结果验证了有限元模型的准确性。按照质量敏感度因子排序确定车架主要构件的优化对象,包括零件料厚和纵梁截面尺寸,并建立多目标优化模型。在提升弯扭刚度和低阶频率达到设计目标的同时,降低车架的总质量,达到轻量化设计的目标。     

某重型商用车的车架结构优化设计

以某重型牵引车车架为研究对象,建立了该型车架的有限元模型,进行了车架模态的仿真与试验,并将结果进行了对比分析,验证了有限元模型的准确性;根据重型牵引车的承载特点和行驶工况,对该车架在满载弯曲工况和满载扭转工况进行静态应力分析,考察车架在典型工况下的应力分布,以此评价车架设计的合理性。在此基础上,对车架的连接横梁进行了结构优化,对改进方案进行了有限元分析,并通过DOE分析确定了最优方案。通过车架结构优化设计及工程实践,反映了利用有限元法进行车架的设计和分析,具有精确可靠、周期短、费用低的优势,显示出了广泛的应用前景。     

基于ANSYS及灵敏度分析的客车结构轻量化设计

电动客车发展迅速,社会对电动客车的需求日益增加。客车满载时对动力需求高,电池组的数量多,车身总质量偏大,导致电池损耗加快,客车行驶里程降低。优化车架的结构设计,实现轻量化是延长电池使用寿命、提高行驶里程的有效途径之一。为达到某型电动客车在满足各工况强度要求的前提下实现轻量化的目的,选取4种典型工况,包括匀速直线行驶工况、弯扭工况、紧急制动工况和紧急转弯工况,建立了客车车身结构的有限元模型。由ANSYS Workbench分析计算得到了4种不同工况下的应力、变形。以有限元分析结果为依据,对车架进行了优化设计。根据优化设计理论,以车身质量最小为目标函数,以构件厚度为设计变量,以底架应力和扭转刚度作为设计约束,利用NASTRAN软件计算了车架刚度对关键构件厚度的灵敏度。对刚度相对灵敏度较低的部件进行了轻量化设计,如将车门支撑部件、车架侧围等部件型材厚度由3 mm减薄至2 mm,对刚度相对灵敏度较高的部件进行了加厚处理,如将车架主要受力部件厚度由4 mm加厚至5 mm,以此来提高整车的扭转性能,提出了较为合理的车架轻量化设计方案。更新了优化后的车架模型,再利用有限元分析对比了优化前后最大应力及变形结果。经对比分析,在满足各工况强度要求的前提下,整车质量下降52 kg,车架质量降幅达2%。     

基于灵敏度分析的商用车车架轻量化设计

运用Hyper Mesh软件建立某商用车车架的有限元模型,通过模态分析得到车架的动态特性,并结合模态试验验证了有限元模型的准确性。在此基础上对车架进行了弯曲刚度和扭转刚度分析。对车架部件进行了质量灵敏度、1阶固有频率灵敏度和柔度灵敏度分析,基于相对灵敏度分析结果确定车架的设计变量,以车架总质量最小化为目标,以车架1阶固有频率、弯曲刚度和扭转刚度不下降为约束条件,建立车架尺寸优化模型。优化结果表明:优化后的车架总质量减轻6.14%,同时第1阶固有频率提高6.09%,弯曲刚度提升1.21%,扭转刚度提升0.58%,验证了该车架轻量化思路的可行性。     

基于ANSYS Workbench的FSAE赛车车架有限元仿真及其轻量化

首先利用ANSYS Workbench对根据中国大学生方程式汽车大赛赛规设计的赛车车架进行有限元分析,得到弯曲、转弯、制动、扭转四种不同工况下赛车车架位移、应力的云图分布,然后根据分析结果对赛车车架进行轻量化,并将优化后车架再次进行有限元分析,其强度和刚度均符合赛规要求。结果表明,该设计不仅达到了赛车车架轻量化的目的,将赛车车架的质量由33.555kg降低为28.973kg,并且优化后的车架各项性能均得到了显著提升。     

一种重型牵引车车架有限元分析

车架是整车的关键部分,对其结构进行分析与研究有着重要的意义。基于有限元分析软件Hyper Works建立车架有限元模型。再对车架在弯曲、扭转工况下施加相应的边界条件和载荷进行静态分析,通过分析结果找出车架中应力较大的部位来校验其强度是否符合要求,并对车架的模态进行分析,提取出其非零模态频率和振型,并对车架的动态性能进行评价。     

基于HyperMesh的轻型越野车车架有限元分析

结合某轻型越野车车架的设计过程,建立了车架三堆数字化模型,通过HyperMesh对4种工况特别是扭转工况下的结构刚度、模态进行了有限元分析,得到了车架前十阶固有频率,用于指导轻型越野车车架结构设计,提高结构的可靠性.     

基于相对灵敏度分析的客车车架轻量化

以某客车车架为研究对象,进行模态分析并与试验模态比较,验证了有限元模型的准确性;进行刚度分析,验证了该车架弯曲刚度和扭转刚度符合设计要求。在此基础上,考虑车架结构件板厚对其低阶模态参数及质量的影响,对主要部件的板厚进行频率灵敏度和质量灵敏度分析。引入相对灵敏度,提取相对灵敏度较大的部件以板厚为设计变量进行优化分析。优化结果表明：车架固有频率降低,同时车架的质量也减少,达到了轻量化的目的。     

基于DOE方法的新型特种挂车车架优化设计

以DOE方法对国内某新型特种挂车车架进行轻量化设计,针对此挂车特殊的行驶工况,在Hyperworks中对车架进行强度与模态分析。对特种连挂牵引工况应力不满足要求的现象利用试验设计分析车架各部分板厚对车架性能的影响,选择影响较大的板厚作为设计变量,通过哈默斯雷样本试验建立较高精度的响应面近似模型,以最小化质量为目标,各行驶工况许用应力为约束,基于自适应响应面优化算法对车架进行轻量化设计,最终减重0.27%,具有较好的轻量化效果。     

重型商用汽车车架轻量化设计

车架是汽车的主要承载构件,其功用是承受来自车内外的各种载荷,连接汽车的各大总成及各种车用设备,结构型式主要取决于汽车的总布置要求。深入研究车架的承载特性是车架结构设计改进和优化的基础,也是保证整车性能的关键。本文以某载货车车架为研究对象,建立了车架有限元分析模型;通过该车架模态仿真,验证了有限元模型的正确性;根据载货车的承载特点和行驶工况,对该车架在满载弯曲工况和满载扭转工况的静态应力分析,考察某载货车车架在典型工况下的应力分布,以此评价车架设计的合理性。在以上分析的基础上,本文对车架的连接横梁进行了结构优化,并对改进方案进行了有限元分析,通过与原结构的动态性能对比分析,确定了结构改进的可行性。     

大客车结构有限元分析及轻量化设计

建立了某型大客车结构有限元模型,验证了该模型的正确性。完成了整车振动模态、扭转刚度的分析。在此基础上,以壳单元厚度为设计变量,以1阶扭转频率和扭转刚度为联合约束函数,以整车质量最轻为目标函数进行结构优化设计。通过对整车刚度、模态和强度的分析与校核,表明该大客车轻量化方案满足性能要求,具有可行性。     

基于有限元技术的燃料电池车车架静力分析

文章使用有限元方法建立燃料电池车车架模型,对车架进行弯曲和扭转两种工况下的静力分析,计算出车架的应力特性。得出车架承受载荷时的最薄弱部位,并提出强度加强方案,为进一步研究燃料电池车提供依据。     

车架CAE强度分析中的加载约束研究

分析和研究货车车架,从车架的强度、刚度和自由模态入手,通过有限元进行仿真~([1])。文中不考虑车架的刚度分析和自由模态分析,只从强度分析展开研究,通过对比仿真结果,提出关于车架强度分析时的两点建议和在进行弯扭、扭转工况分析时的一种通过施加强制位移来代替以往施加力的加载约束方法,并验证其合理性。     

低速载货汽车车架静动态特性分析

三维造型软件Pro／E建立YT5815P型车架的三维实体模型,将其导入ANSYS后,采用板壳单元离散车架,建立车架有限元模型。基于车架有限元模型的基础上,应用有限元法对其进行静动态特性分析,动态特性分析包括模态分析、谐响应分析及瞬态动力学分析。通过静力分析,获得了车架在弯曲工况和扭转工况下的应力及变形分布情况;模态分析采用试验与计算机仿真相结合的方法,获得了车架自由状态下的固有频率、振型特征,同时,车架有限元模型得到试验模型的验证;对车架进行谐响应分析以及瞬态动力学分析有助于提高系统的稳定性及乘坐舒适性。最后,综合分析结果,对车架结构提出了一些改进建议。     

基于Hypermesh的前副车架结构优化

建立某款车型的前副车架的几何模型,运用Hypermesh在已建立的几何模型上基础上进行网格划分,根据实际实际情况定义边界条件与施加载荷,完成有限元模型的建立;分析计算在相应载荷与边界条件下副车架的静态刚度、强度,并进行模态分析;分析表明,副车架强度符合使用要求,但是该车架的二阶模态与发动机中高转速时激振频率较为接近从而可能会产生共振;针对该问题提出相应的优化方案。     

中型客车车架结构拓扑优化设计

分析了某中型客车车架静态性能,建立了3种车架拓扑优化概念模型.以质量最小为目的,讨论了车架概念模型在纯弯曲、扭转和弯扭组合工况下的拓扑优化结果.根据拓扑优化材料分布图对该中型客车车架进行二次设计,提出副梁支撑采用矩形截面型材的方案.分析结果表明,新车架横梁及副梁支撑分布方案合理,在满足结构强度和模态性能的前提下,质量减轻了22％.