某轻卡膨胀水箱支架轻量化设计

文章通过进行目标设定、结构优化、有限元分析、试验验证,对某轻型卡车膨胀水箱支架开展了轻量化设计。在目标设定阶段,便明确了强度、模态为该支架的主要性能,并提出具体的设计目标。方案通过将支架断面从开口改进为封闭,大大提高了材料的利用率。有限元计算和试验验证结果证明,该支架的轻量化方案满足整车使用要求。最终,在满足使用要求前提下,该支架的轻量化设计实现了降重0.9kg,降幅53%的效果。     

弹簧制动缸支架失效分析与解决方案

针对某商用车后桥弹簧制动缸支架在可靠性试验中发生断裂问题,综合运用失效零件形貌分析、材料性能检验、有限元仿真分析等方法展开研究,根据有限元强度与刚度仿真分析结果确定了失效原因,并进行了结构优化。优化结构经仿真验证,强度与刚度均能满足使用要求,并通过可靠性试验验证。通过有限元仿真分析的方法解决了弹簧制动缸支架断裂失效的问题并且起到了轻量化的效果,验证了有限元仿真分析的准确性,并为解决类似结构的失效问题提供了可靠的仿真依据。     

悬置支架的优化设计与疲劳寿命分析

针对某型轿车变速器悬置支架在道路试验中失效的现象,提出了有效的解决方案。建立了悬置系统动力学模型,进行动力学仿真分析并获得载荷数据。进而应用有限元方法对变速器支架进行分析;根据分析结果,使用连续体结构拓扑优化技术对支架模型进行优化设计;结合台架试验和疲劳寿命预测对变速器悬置支架疲劳寿命进行分析以验证改进方案的有效性和可靠性。     

基于OptiStruct的汽车方向盘模态优化

文章首先使用Altair公司前处理软件HyperMesh,根据"原始方案"方向盘的模态试验状态建立有限元仿真模型,并使用OptiStruct求解器进行求解;然后对该有限元模型进行标定,确保模态仿真求解的结果和模态试验的结果一致,证明仿真结果的准确性和可信性;最后基于准确可信的有限元仿真模型,分别对几种改进的方向盘结构设计方案进行验证,最终获得满足模态标准要求,同时也满足减少重量和降低成本的轻量化要求的优化设计方案。     

铝合金在分动器壳体的应用研究

以轻量化设计为目标,从分动器铝合金壳体失效分析出发,重点分析了材料的铸造工艺性、机加工艺性,制定了提高铸件质量和加工质量的具体措施;应用CAE手段进行壳体结构的加强和优化,结合试验数据对改进后壳体的CAE计算值进行评价,最后进行试验验证。     

悬架调校对车身纵梁应力分布的影响

针对某车型悬架调校后导致前纵梁支架失效的问题,建立了前、后悬架ADAMS虚拟仿真模型和有限元分析模型,分析了在各种工况下悬架调校前、后的前纵梁支架受力变化情况,找出了前纵梁失效的根本原因。针对该原因对悬架重新进行了调校,对纵梁支架进行了工艺改进,并采用有限元模型和试验进行了验证。结果表明,改进方案行之有效。     

汽车动力总成悬置支架的多目标拓扑优化

汽车动力总成悬置支架设计是一个静动态多性能指标的优化过程。为克服单目标拓扑优化的局限性,以静态多工况下刚度和动态特征值为性能指标,采用折衷规划法定义目标函数,构建多目标连续体结构拓扑优化数学模型,进行悬置支架多目标拓扑优化。依据拓扑优化结果并考虑制造工艺性等要求,对悬置支架进行详细设计。最后对支架设计模型进行强度校核、模态仿真分析和耐久性试验验证,结果表明,采用所提出的方法进行悬置支架的概念设计可行且有效。     

基于Workbench的混凝土搅拌车前支架轻量化改进

为了适应节能降耗的要求,针对混凝土搅拌车前支架进行了轻量化改进研究。首先对混凝土搅拌车混凝土的重心位置进行了归纳,绘制出其重心的动态简图,分析了离心力及其他各力在三种工况下对前支架的作用情况。建立前支架实体模型,进行了有限元分析。对前支架进行轻量化改进,并对改进后的前支架进行了有限元分析。结果证明,对混凝土搅拌车前支架进行轻量化改进是可行的。     

以安全性为主要目标的重型货车驾驶室轻量化设计研究

在保证某重型货车驾驶室安全性的前提下,进行轻量化设计研究.首先建立驾驶室有限元模型,根据商用车ECE R29法规,对驾驶室进行项压、前压、后压工况的仿真分析,得到驾驶室的应力分布和变形情况.在此基础上,基于上述3种工况进行灵敏度分析,确定可进行优化的驾驶室零件.再对优化后的驾驶室进行仿真分析,并对分析结果进行了试验验证...     

考虑焊接螺母的排气管支架疲劳优化研究

针对在四通道液压振动台及试车场路试过程中，某样车排气管支架出现的焊接螺母疲劳开裂问题，在考虑焊接螺母焊点和螺栓预紧力的前提下，建立开裂支架的局部非线性有限元模型，根据Miner线性疲劳累计损伤理论和材料S-N曲线，对正弦信号激励下的排气管支架进行疲劳分析。在此基础上，提出优化方案，进行仿真疲劳寿命预测，并对简化后的局部排气管支架模型进行疲劳验证，优化前后的仿真模型寿命曲线趋势与试验结果基本吻合，危险区域分布与试验一致。针对焊接螺母或者螺栓连接的支架疲劳开裂问题，在考虑螺栓预紧力的基础上，建立局部模型疲劳分析并结合试验验证，提出优化方案解决问题。试验结果表明，该流程方法对解决实际问题具有一定的借鉴意义。     

新型点阵夹层防撞梁与负泊松比吸能盒复合总成开发与吸能性能

为高效解决车身结构抗撞性和轻量化同步实现的难题，以乘用车前防撞梁与吸能盒为例，将点阵夹层结构与负泊松比结构用于其设计，并考察新型复合总成的吸能性能。以传统高强钢方案作为对标基准，获取待开发总成的性能设计依据。基于高强钢总成40%重合率碰撞试验，完成有限元模型的精度验证，进而获得全宽碰撞的结构响应特征及吸能参考数值，用于指导新型总成的开发。通过数值模拟算例，分析新型复合总成对冲击输入能量的适应性及吸能量对负泊松比吸能盒壁厚的敏感性，从而提出增加吸能盒封板与防撞梁支撑的改进方案。改进后的点阵夹层防撞梁具有更佳的承载刚度与载荷传递能力，总成变形模式愈加合理；改进前、改进方案1与改进方案2的总成吸能量分别占输入总能量的11.5%、68.2%与92.76%，高于高强钢方案的64.09%；改进方案2较高强钢方案减重32.9%。复合前防撞总成的台车试验与仿真结果对比显示：输入能量、碰撞初速度、总成吸能量、平均压溃量、平均碰撞力与回弹速度等指标的偏差绝对值均小于5%。结果表明：采用点阵夹层结构与负泊松比结构后，新型复合总成的吸能性能与轻量化水平均优于高强钢方案，2类结构适合于车辆承载与吸能结构，复合总成的设计方法与开发流程适用于相关新型结构的开发。     

某车型PDCPD导流罩开发研究

为了降低某商用车重量,提升其轻量化性能;对其导流罩使用轻量化材料,进行轻量化设计,在保证性能与标杆产品持平的前提下实现重量降低.标杆产品使用SMC,轻量化材料使用PDCPD.PDCPD材料刚度低于SMC材料,为保证产品刚度,首先以刚度目标为导向,使用仿真优化辅助产品结构设计,实现产品刚度性能达标.产品刚度性能达标后,局...     

基于有限元法的某8×4重型载货车车架轻量化仿真分析

随着国家对安全、减重、节能和环保的重视,重卡轻量化的需求日益迫切。车架作为重卡最大的零部件,在满足强度的同时减轻重量成为轻量化的重点研究对象。文章基于有限元法对某8×4载货车车架进行轻量化仿真分析,对优化前后的车架各零部件的安全系数及总成模态值进行对比,确认方案的可行性。     

轻质混合土单向压缩固结变形特性分析

通过无侧限抗压强度试验和单向压缩固结试验,对轻质混合土的单向压缩固结特性进行了分析,并采用简化公式对单向压缩固结变形随时间的变化关系进行拟合计算。结果表明:轻质混合土的单向压缩屈服应力与抗压强度为线性关系;在施加荷载没有超过压缩屈服应力的情况下,密度、水泥掺入比不同时,单向压缩固结变形曲线随时间变化的趋势相似,且密度、水泥掺入比对固结变形的影响小于荷载的影响。     

ISG混合动力汽车能量管理策略仿真研究

在Matlab/Simulink仿真平台上建立了混合动力整车能量管理单元(HCU)模型,并与AMESim共同建立ISG混合动力汽车模型进行仿真计算,通过LabCar XT硬件在环测试验证了能量管理策略的有效性.仿真结果表明,能量管理策略综合考虑了驾驶员的需求以及混合动力汽车中多个部件的特性,是一种能量的优化管理方法,达...     

基于可靠性原理的悬架下摆臂轻量化设计研究

基于可靠性理论,结合有限元结构优化方法进行某悬架下摆臂的轻量化设计.轻量化设计后的结构质量略有减少,结构可靠性大大增加,达到了结构优化设计的目的.优化后的结构在原理样车上的应用验证了有限元分析结果的正确性和该优化设计方法的可行性.     

对某自动档车型油耗的优化研究

基于车辆静置温度和台架试验技师的操作技巧这两个噪声因子,运用DFSS对某自动档车型的节温器开启温度、换档点、怠速转速等参数进行油耗优化研究,通过模拟软件对油耗的模拟分析与实际试验结果的关联比对,不断优化分析模型,最终实车验证油耗目标的改进且结果更加稳定。     

自卸车举升机构三角臂轻量化设计研究

应用虚拟样机技术和拓扑优化技术,对自卸车举升机构三角臂进行了轻量化设计和可制造化设计研究,建立了基于整车的参数化仿真分析模型和15个工况点的拓扑优化设计模型,使得结构重量明显降低,提高了企业的经济效益。     

Variable Cross-Section Rectangular Beam and Sensitivity Analysis for Lightweight Design of Bus Frame

Timoshenko beam element of variable cross-section rectangular tube is developed and applied in the lightweight design of bus frame in this paper. Firstly, the finite element formulations of variable cross-section beam (VCB) are derived under the loadsteps of axial deformation, torsional deformation and bending deformation. Secondly, bending deformation experiment and its detailed shell finite element model (FEM) simulation of variable cross-section rectangular tube were conducted; and the proposed VCB, detailed shell FEM and experimental results can be highly consistent. Thirdly, VCBs are used to substitute for parts of the uniform ones in a bus frame. An innovatively lightweight bus frame is obtained and all the performance responses are improved simultaneously. Finally, rollover analysis further shows the advantage of variable cross-section bus frame in crashworthiness design.     

基于疲劳寿命的驱动桥壳可靠性与轻量化设计

为提高驱动桥壳的轻量化水平和道路行驶疲劳可靠性，对驱动桥壳进行6-Sigma稳健性多目标轻量化设计。首先，建立驱动桥壳的虚拟台架仿真模型，并进行垂直弯曲刚性和垂直弯曲静强度的仿真分析，将仿真得到的桥壳本体各测点变形量和关键受力点应力值与试验结果进行对比，以验证桥壳虚拟台架仿真模型的可信性。其次，建立驱动桥壳的最大垂向力仿真模型，结合耐久性强化路面下驱动桥壳板簧座处的垂向载荷谱，基于名义应力法，对驱动桥壳进行了道路行驶工况下的疲劳寿命分析。然后，选取驱动桥壳本体各截面壁厚为设计变量，基于熵权法和TOPSIS（Technique for Ordering Preferences by Similarity to Ideal Solution，TOPSIS）方法研究各壁厚变量对桥壳综合性能的影响。结合RBF（Radial Basis Function，RBF）近似模型和NSGA-Ⅱ算法（Elitist Non-dominated Sorting Genetic Algorithm，NSGA-Ⅱ）对驱动桥壳进行基于疲劳寿命的多目标确定性轻量化设计，获取Pareto最优解集，选取桥壳的优化方案。最后，基于蒙特卡罗模拟抽样方法和微存档遗传算法（AMGA）对驱动桥壳进行了多目标6-Sigma稳健性轻量化设计，得到桥壳稳健性优化方案。研究结果表明：稳健性优化后，驱动桥壳本体的疲劳寿命降低了12.3%，但和初始结构的疲劳寿命相比，仍提升了117%；桥壳本体疲劳寿命正态分布的标准方差下降了72.1%，说明桥壳本体的疲劳可靠性得到了大幅提升；桥壳本体的质量升高了1.8%，但和优化前的桥壳原结构相比，仍实现减重5.9%。