概念设计中梁截面对车身刚度影响的研究

利用NX建立了全参数化的概念车身模型,通过改变梁截面的方向和厚度以改变截面特性,研究了车身概念设计中梁截面对车身刚度的影响.利用HyperMesh计算了车身详细模型中门槛侧梁的灵敏度,与在概念车车身模型中求得的灵敏度进行比较,结果证明在概念设计阶段研究梁截面对车身刚度的影响可行.对门槛侧梁截面的厚度和形状进行了优化设计,减轻了概念车车身的质量.     

静态性能驱动的车身框架关键截面设计

通过隐式参数化软件SFE CONCEPT进行车身框架结构的参数化建模,针对车身全参数正向设计进行性能驱动车身框架关键截面形状设计方法的研究。利用多学科设计优化软件iSIGHT集成SFE CONCEPT、求解器NASTRAN及数据处理器Matlab,建立优化集成系统平台,以实现产品开发过程优化的快速化及自动化。以门槛梁截面形状的优化设计为例,通过离散化的方法将优化问题转化成离散点位置的最优组合。优化过程以质量最小为优化目标,刚度值为约束条件,采用最优拉丁超立方试验设计和模拟退火算法,实现静态性能驱动车身框架关键截面的设计。     

车身薄壁梁结构刚度特性的仿真研究

将车身薄壁梁截面参数对其弯曲刚度和扭转刚度的影响进行定量分析和性能优化意义重大.以车身薄壁梁的刚度质量系数SME作为评价指标,通过对典型闭口和开口截面梁的分析,得到了薄壁梁截面参数与SME的解析表达式.利用HyperMesh软件进行有限元仿真计算,对定量化表述的理论公式进行了验证,并提出基于刚度特性优化的薄壁梁截面设计...     

Research and Implementation of Beam Section Optimization for Vehicle Body Lightweighting

为在车身概念设计阶段优化薄壁梁的截面,提出了截面几何属性算法和截面形状比例向量控制法;在自主开发的车身概念设计系统VCD_ICAE中,开发了截面辅助设计模块和截面优化模块;在此基础上,运用PSO优化算法,进行了多约束条件下车身梁截面厚度和形状的优化;实现了车身的轻量化.     

GL6466轻型客车车身结构轻量化优化研究

用梁单元建立了GL6466型轻型客车车身骨架有限元模型,并验证了模型准确性.以车身总质量为目标函数,选取车身骨架主要型材的截面参数为设计变量,以车身弯曲刚度和扭转刚度、关键部位应力、1阶扭转固有频率为约束条件,进行灵敏度分析.根据灵敏度分析结果确定优化设计变量,对该轻型客车车身结构进行优化后,车身总质量减轻8.1％,而...     

概念车身框架结构的多变量截面参数优化

建立了由Timoshenko梁单元、Mindlin四边形板单元及接头单元构成的概念车身框架结构简化模型,并对该复杂结构进行了参数优化.为简易求解,将梁单元的力学特性参数转为截面几何变量,以梁单元、板单元截面几何参数为设计变量,以车身框架质量最小、刚度最大为目标,建立多目标优化模型,并采用Pareto遗传算法进行求解.算例表明:经过有限代进化,所有个体全部落入可行域内,并最终找到较优解;优化后的模型车身质量减轻,刚度提高.     

基于HyperWorks白车身灵敏度分析及结构优化

摘要：以白车身钣金件厚度为设计变量,以白车身质量最小为目标,以白车身扭转刚度不低于原有结构的扭转刚度为约束函数,得到扭转刚度对各板件厚度的灵敏度,通过调整板件厚度,对白车身结构进行优化。优化结果表明,在扭转刚度性能略有提高的情况下实现了减重目标。     

大型客车门窗口变形分析与优化

提出了大客车车身优化门窗对角线变形量的方法.通过对门窗对角线变形量的灵敏度分析结果进行适当处理,筛选出部分梁截面尺寸作为设计变量对车身结构进行了尺寸优化.优化结果表明,在质量略有增加的情况下,车身结构的模态特性基本保持不变,刚度特性得到大幅提升,优化后的车身结构满足了各项设计要求.     

基于整体拓扑优化的白车身轻量化设计

传统拓扑优化技术主要集中在单个零部件的减重孔位置以及大小进行优化设计,而忽略整体车身结构的空间优化。本研究针对某微车,在概念设计阶段,通过采用整体拓扑优化技术,着眼整体空间结构,以车身弯曲刚度和扭转刚度作为优化目标,对整体车身结构进行优化设计,得到最优的车身承载骨架,实现整体车身结构的空间布局优化,从而为车身详细设计阶段的轻量化设计提供指导。     

非对称悬挂式轨道梁结构优化分析

为优化非对称悬挂式轨道梁的结构构造以满足运营刚度和强度等要求,参考国内外已建成的类似悬挂式单轨交通系统,初步设计了悬挂式单轨轨道梁结构,采用设计软件Midas/Civil和Abaqus建立有限元模型,分别进行整体分析和局部受力分析。调整截面尺寸、跨径和板厚等参数,分析非对称悬挂式轨道梁的变形和应力分布。研究表明:轨道梁结构跨径取30 m比较合适,当截面尺寸一定的情况下,增加钢板厚度能有效地提高轨道梁的刚度与强度,但当钢板厚度增加到一定值后,轨道梁刚度提高的速率明显减缓,此时加大截面尺寸比增加板厚对结构强度与刚度的提升效果更好,更能减少用钢量,经优化最终提出了一种新型悬挂式单轨轨道梁结构。     

灵敏度分析方法在车身轻量化中的应用

建立了某轿车车身有限元模型,由有限元分析求得车身固有频率与刚度值,并通过模态试验验证了该模型的合理性.根据车身构件的灵敏度分析结果选择设计变量,在提高车身刚度和动态性能的前提下,以轻量化为目标优化车身构件厚度,使车身总质鼍减轻了9.7%;刚度和固有频率也都有所提高.     

Heave-Pitch-Roll Dynamics of Flexible Vehicle in Variable Velocity Run

Analysis for response statistics evaluation of a flexible vehicle travelling with variable velocity over nonhomogeneously profiled flexible track is presented with a heave-pitch-roll model. The vehicle body is idealised as a flexible member with variable cross-section, inertia, damping and stiffness distributions. The vehicle may also have variable section slender elastic attachments. Coupled dynamics with rigid body heave-pitch-roll modes and elastic bending-torsion modes of the vehicle body along with coupled bending-torsion modes of the attachments are considered. Equivalent linear suspension system characteristics are employed for developing the analysis. Numerical results are presented for an aircraft with tricycle landing gear arrangements and comparison is made with other models.     

Heave-Pitch-Roll Dynamics of Flexible Vehicle in Variable Velocity Run

Analysis for response statistics evaluation of a flexible vehicle travelling with variable velocity over nonhomogeneously profiled flexible track is presented with a heave-pitch-roll model. The vehicle body is idealised as a flexible member with variable cross-section, inertia, damping and stiffness distributions. The vehicle may also have variable section slender elastic attachments. Coupled dynamics with rigid body heave-pitch-roll modes and elastic bending-torsion modes of the vehicle body along with coupled bending-torsion modes of the attachments are considered. Equivalent linear suspension system characteristics are employed for developing the analysis. Numerical results are presented for an aircraft with tricycle landing gear arrangements and comparison is made with other models.     

汽车轮胎压力监测系统中的动态天线研究

由于汽车轮胎压力监测系统(TPMS)中的无线温度压力传感器安装在轮毂上,金属的轮毂、车身以及轮毂的转动对无线传感器天线的性能影响很大,使TPMS的性能下降。针对该问题提出将无线传感器天线、轮毂、车身看作一个动态天线,建立动态天线的三维电磁场仿真模型,并将仿真得到的动态天线参数用于无线传感器天线的匹配电路设计。道路试验显示:设计的TPMS系统安装在汽车轮毂上且处于运动状态时,性能良好,说明动态天线的三维电磁场仿真模型可用于TPMS的优化设计。     

在概念设计阶段用FEM进行车身设计的研究

采用空间梁单元和空间板壳单元建立了轿车概念设计原简化力学模型，并利用该模型研究了各主要结构断面的截面特性对车身刚度的影响。最后总结了如何在概念设计阶段用有凶分析的方法进行车身设计。     

多功能车操纵稳定性的虚拟样机实验研究

采用面向整车系统的数字化虚拟样机技术,利用ADAMS软件,建立了某多功能车(MPV)的整车虚拟样机模型,在ADAMS虚拟环境模式中对其操纵稳定性进行了大量的仿真计算和实验研究,研究结果表明,该车初始参数匹配状态下整车操纵稳定性能较好。实验结果数据为评估、改进、优化同型车辆提供了重要的理论参考。     

轨道过渡段沉降不平顺对车体振动影响研究

为研究过渡段不同弯折角对车体振动影响,以日常保养、舒适度、安全管理、限速管理等指标限制过渡段的沉降差。通过建立新型车辆单元模型,推导车辆系统振动有限元方程,采用Newmark数值积分方法并借助Matlab编程求解,得出三种速度工况下四大管理指标对应的过渡段弯折角限值。     

轿车车身模态及扭转刚度灵敏度分析

本文以某轿车白车身为研究对象,建立有限元模型,采用优化软件OptiStmet,以车身结构件的板厚为设计变量,进行车身一阶扭转固有频率、车身扭转刚度对板厚的灵敏度分析,找出对车身动、静态特性影响较大的部件,据此确定车身结构的最优设计方案.该方法能够为车身结构动态、静态特性的改进、车身的轻量化和车身结构的优化设计提供重要依...     

Development of knowledge based body structure concept design model

The purpose of this study is to propose a concept design process for an automotive body structure using technical information on the major joints and members of vehicles. First, in order to collect the technical information on major joints and members, 17 vehicles were selected using benchmark data. The collected technical information for the selected vehicles was the cross sectional shapes of each joint and member which were used for the analysis of joint stiffness, crashworthiness and static stiffness of the member to make a database along with cross section properties. This study applied a ‘What If Study’ technique to perform a concept design of an automotive body using the analyzed information and selected cross section meeting the design objectives. The criteria for the selection of the cross section were defined by subdividing the defined design objectives of an automotive body structure and constraints into members and joints. In order to configure an analysis model of an automotive body structure using the selected cross section, a shape parametric model was used and static stiffness, dynamic stiffness and crashworthiness were assessed to evaluate the configured automotive body structure. The evaluation result showed that the crashworthiness and static/dynamic stiffness were improved compared to an existing body structure. In addition, the weight of the body structure was reduced. Through this study, the process that can rapidly and effectively derive and evaluate the concept design of an automotive body structure was defined. It is expected that, henceforth, this process will be helpful for the study of automotive body structures.     

电动汽车全参数化车身平台化与模块化建模及性能带宽研究

为解决概念设计阶段电动汽车开发周期长等问题,基于隐式参数化方法提出一种电动汽车全参数化车身的平台化与模块化建模策略。首先将车身结构分解为上车体结构与下车体结构,根据设计要求对上下车体各自进行区域划分,定义各区域关键平台化衍生尺寸并进行基线总布置,形成平台化建模策略;然后基于平台化建模对下车体进行功能性模块划分,对上车体进行匹配性模块划分,分别进行参数化建模,形成模块化建模策略;最终建立了某款电动汽车车身的全参数化模型。结果表明,建模策略可实现不同车型的快速衍生,并且根据性能带宽规律,探究了轮距、轴距、车高、前端长度以及后端长度变化对刚度和模态性能的影响,有助于实现基于性能驱动的电动汽车车身与电池包的短周期开发。