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%。     

某牵引车车架轻量化有限元分析

以该车轻量化设计车架为研究对象,根据某牵引车在不同工况下的受力情况添加相应的载荷并进行受力分析,最后对车架的应力情况进行校核.校核结果充分肯定了该轻量化方案,为后期道路试验提供了参考,也为之后车辆的轻量化优化设计提供的了方向.     

基于组合近似模型的城市客车车架轻量化研究

近似模型在城市客车车架轻量化设计分析中有重要应用,不同的近似模型在不同状态变量预测中精度不同。文中以国内某城市客车底盘车架的有限元模型为研究对象,以车架质量和应力为响应值,分别建立响应面、径向基神经网络、克里格和正交多项式4种设计变量与响应的近似模型,通过对比分析4种近似模型响应的误差散点图、确定性系数及均方根误差,按照一定的权系数线性叠加建立组合近似模型并用于城市客车车架轻量化设计。结果表明,将组合近似模型用于车架轻量化设计可实现车架轻量化目标,并能提高车架的强度。     

某型载货车车架结构轻量化设计

建立了某型载货车车架结构的应力分析有限元模型，计算了多种工况下车架结构的应力分布并以已有的试验结果进行验证。在此基础上，提出该车架结构的轻量化设计方案。并进行了改进设计后车架结构的强度分析。确定了合理的轻量化设计方案。     

110t宽体自卸车车架强度分析

为了得到某110t宽体车车架在不同工况下的应力分布情况以及在矿区路面行驶时的应力变化情况,建立该车架的三维几何模型,并在其基础上进行有限元分析,得到车架在弯曲、扭转工况下的应力与变形分布情况。之后以在矿区道路上行驶为条件进行了车速为15km·h~(-1)时矿用自卸车车架在不同工况的车架应力电测试验,研究结果表明:各测点实测值与仿真计算值基本吻合,两者误差小于15%,验证了有限元模型和分析方法的正确性。     

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。     

基于有限元分析的轻卡车架优化设计及其台架试验

结合某轻型卡车车架的开发工作,对车架进行有限元分析。首先应用HyperWorks软件,选择合理的单元类型进行车架网格划分、螺栓连接和焊接结构的模拟,建立带有驾驶室、车厢、各支架以及前后钢板弹簧悬架的较为完整的整车有限元模型,研究不同工况下的约束和载荷添加方式,并使用NX.Nastran求解出车架在不同工况下的应力分布。然后根据计算结果,对车架进行改进设计和轻量化设计,优化设计的车架比原设计重量减少了4.93%,且解决了强度不足的问题。最后,对车架样件进行弯曲工况下的应力试验,试验数据和有限元计算结果有较好的一致性。     

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。     

混凝土搅拌半挂运输车前支撑开裂分析及优化

某型搅拌半挂车在行驶23000km时,车架前支撑发现多处开裂的现象.使用UG软件建立车架前支撑三维模型,通过仿真分析确定原结构的应力分布及应力最大值区域.通过结构优化创建多种车架前支撑结构,通过静止、加速、制动三个工况下的有限元分析对比,寻找最优方案并验证其可行性.     

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。     

基于HyperWorks的某轻量化中置轴轿运车车架强度仿真分析

本文主要介绍了某轻量化中置轴轿运车车架基于HyperWorks强度分析的方法.通过计算车架在静态弯曲、紧急制动、紧急转向和扭转四种工况下的应力值,确认车架结构轻量化设计合理性,为车架结构优化提供了理论依据.     

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。     

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。     

某特种车架在冲击载荷下的瞬态响应分析及疲劳寿命评估研究

首先对某特种车辆车架结构进行了分析,建立了合理的有限元模型.接着对其在冲击载荷的6种极限工况下的瞬态响应进行研究,并通过试验得到验证.最后在此基础上开展了冲击载荷下疲劳寿命的评估,为车架的改进设计提供了指导.     

自行式挂车车架结构的设计与优化

基于有限元结构分析,并结合参数化建模,得到自行式挂车车架的概念化设计,然后采用ANSYS中的SHELL63壳单元和SOLID45实体单元对车架进行了两种工况下的强度和刚度分析,计算出整个车架的应力分布,进而用APDL语言编制了优化设计程序对车架进行了结构优化,得到了满足结构强度的最佳方案。     

半挂车牵引组件铝化应用浅析

针对某厂生产的半挂车用钢质牵引组件开展了铝化应用设计模拟分析:通过对牵引板和销盘进行"以铝代钢"的结构设计,提出了一种铝合金材质为主的牵引组件方案,并将铝化的牵引组件放置到车架整体模型中,进行极限工况下的有限元模拟计算,分析了铝质牵引板和销盘的应力水平。结果表明:铝合金材质为主的牵引组件的轻量化效果明显,减重率36%;40T满载加速过坑工况下,铝化牵引板的最大应力153MPa,铝化销盘关键部位的最大应力148MPa,应力不超过许用应力,能够满足强度要求。     

货车车架的有限元分析及车厢对其性能的影响

车架的受力比较复杂，货厢与车架的连接对车架的刚度和强度也会造成一定的影响。通过CAE分析可以全面了解车架各部件对整体刚度的影响并对其进行优化设计，以保证车架具有足够的刚度满足结构安装的需要以及具有一定的柔度以满足良好的行驶性能的需要。对某中型载货汽车车架进行了弯曲工况和一轮悬空(扭转)情况下的强度与刚度分析。     

基于拓扑优化的车架结构可靠性设计

为了提高某载货车车架的力学性能并减轻重量,将可靠性理论引入车架结构的优化设计。考虑了多种行驶工况的冲击载荷对车架的破坏作用,给出多工况条件下拓扑优化结果,建立满足各总成的布置和实际行驶要求的新设计结构,基于结构可靠性和有限元法对新设计车架的结构参数进行了可靠性优化设计。理论分析和车架的实际应用情况表明,该车架设计合理,说明该优化设计方法进行车架结构设计的有效性和可行性,为结构优化设计提供一种思路。     

半挂车车架设计的结构分析

设计优良的半挂车车架的前提是对其进行正确的结构分析，研究各结构要素及有关特点。因此，有必要对半挂车车架的结构和受力情况进行研究。1纵梁的抗弯曲结构对于在良好路面上行驶的半挂车车架，弯曲是主要工况。因此在常规岸挂车车架计算中，只计算纵梁弯曲工况，也能满足使用要求。工字形截面抗弯截面系数较大，装载质量为15t或大于匕t的半挂车纵梁均采用工字形截面；装载质量为10t的可采用槽形或工字形截面。为了提高单位整备质量的抗弯截面系数，半挂车车架纵梁，特别是装载质量大的半挂车车架纵梁，不采用市售工字钢型材，而采用在高度…