轻卡白车身有限元模态与试验模态的对比研究

以某轻卡白车身为研究对象,建立了有限元模型,计算其在自由状态下的振动形态,并进行了模态试验分析,对比研究该白车身的固有频率、振型等模态参数,评价了该车身的动态特性,指导车身的结构设计,并验证了白车身有限元模型的有效性。     

轿车白车身模态分析和局部刚度优化方法研究

以轿车白车身为研究对象,基于前处理软件Hypermesh和有限元分析软件MSC.Nastran,应用有限元分析理论,建立了白车身有限元模型。通过有限元模态分析和试验模态分析的方法,分别得到白车身的固有频率、相应的振型等模态参数。将试验结果与理论分析结果进行对比,验证了白车身有限元模型的有效性。从振动、强度角度考虑,分析了该白车身所承受内外激励的影响。根据应变模态的局域性特点,提出利用有限元模型各阶模态应变能分布,确定车身结构弹性变形最大位置的方法,有针对性地加强车身的局部刚度。结果表明,该方法具有较好的实际工程应用价值。     

道路不平致车身俯仰运动对气动升力影响研究

为了探究路面不平产生的车身俯仰运动对气动升力的影响,结合汽车动力学参数与路面参数,得到不同路面空间频率下的车身俯仰运动规律,并利用重叠网格技术实现了车身绕质心的正弦俯仰运动,通过对比风洞试验数据验证了湍流模型的准确性。通过车身表面压力、车身周围流场结构分析了车身俯仰时的气动升力变化规律。结果表明,同一俯仰角下,车尾下摆时产生的气动升力数值大于车尾上摆;车尾下摆时,由于前轮腔的“吸力”效应,车底气流速度降低;车尾上摆时,由于前轮腔的“排斥”效应,车底气流速度增大。     

车身正向开发过程中的优化设计

研究了如何在车身的各个开发阶段,合理地应用多种优化设计方法。以某款车的白车身正向开发为例,运用拓扑优化技术,找到白车身结构最有效的材料分布;建立全参数化的几何/有限元模型,研究载荷传递路径,确定车身结构,采用基于实验设计与近似模型的参数优化技术,平衡白车身的结构、安全、振动噪声等性能和车身质量,得到了最优设计方案;优化零件形貌,设计冲压筋。通过4个具体的案例(拓扑优化、路径研究、参数优化和形貌优化),合理的运用多种优化设计方法,优化车身正向开发流程,提高开发效率,提升车身的结构、安全和振动噪声等性能,并降低车身质量。     

汽车在环境风洞内流场的数值模拟与实验研究

为研究汽车在环境风洞内的流场特性,建立了环境风洞和整车数值模型,考虑了风洞喷口和收缩段的阻塞效应、边界层抽吸以及实验设施等对汽车流场的干扰效应,对环境风洞内汽车前方、车身和车轮周围、冷却模块以及机舱内的流场进行了数值模拟。对车身表面的静压以及车身周围和车底部的风速等进行测试,通过数值模拟结果与实验结果的对比,表明数值风洞能准确预测汽车在环境风洞内的流场特性。研究结果显示：汽车前端气流的速度分布沿着气流方向发生显著变化,越接近前端冷却模块时风速的均匀性变得越差;汽车底部气流受地面、车底和轮胎旋转等的共同影响呈现规律性的变化,车底风速沿车身纵向先增大后减小。本方法对研究汽车在环境风洞内的热气动性能以及开发数值风洞提供了新的思路和参考。     

基于耐撞性能的白车身简化模型建模研究

以白车身前纵梁为例,基于白车身的耐撞件能对设计初期简化模型的建模进行了研究.引入神经网络技术实现了白车身耐撞性能参数与梁单元特性参数的非线性映射,通过提取和储存梁单元的特性参数,实现了梁单元模型对传统壳单元有限元模型的等效替代和模型优化.研究表明,通过神经网络技术得到的梁单元模型能够准确体现白车身的正碰特性参数,可在概念设计阶段对车身耐撞性进行有效预测.     

车身结构耐撞性的概念设计仿真

车身结构耐撞性的概念设计是由车辆乘员伤害指标确定出整车碰撞波形（正面碰撞），根据波形将车身结构性能分解参数化设计，文章从CAE建模角度。探讨比较了建立车身概念设计模型的各种主要方法工具，包括LMS模型、有限元Beam—element模型和多体MadymoFrame模型。表明各模型的建模特点和基本方法主要取决于结构刚度特性和惯性特性的提取与参数化。指出三维模型在概念设计阶段具有适用性和局限性。     

基于Catia、Hypermesh的某客车车身骨架的有限元建模研究

根据某客车车身骨架的CAD图形,应用Catia的参数化混合建模功能和Hypemesh强大的有限元前处理功能,提出了快速精确建立其有限元模型的方法。本文探讨了该客车车身骨架有限元模型建立的过程,并最终完成建模,为其后续的有限元分析提供了坚实的基础,同时也为其他类型汽车车身有限元模型的建立提供了参考。     

车身内腔电泳膜厚的精确计算及工艺孔的影响研究

针对车身内腔电泳膜厚不足导致生锈,而传统试错方法耗费大量成本、电泳工艺开孔缺乏科学依据等问题,提出了一种能实现车身电泳工艺孔正向设计的新方法——基于电泳仿真的区域分析法。首先基于法拉第电沉积理论,获取电泳过程中的电场、流场信息,搭建电泳电化学仿真环境,建立电泳过程数学模型;构建电泳基础试验模型及其仿真模型,通过试验和仿真结果对比以及参数迭代修正,反求得到对涂料沉积量影响较大的基本沉积参数数值;基于工程上对车身电泳关键区域的划分,确定大梁局部区域典型3层钣金结构为研究对象,构建了大梁局部区域简化结构的电泳电化学全耦合仿真模型,并验证了该模型的准确性。在此基础上,以工艺孔形状、大小为变量,以电化学分析为手段进行研究发现:开孔形状对电泳膜厚几乎无影响,而开孔面积对电泳膜厚有较大影响,分析得到膜厚衰变的数值规律,导出了大梁区域内腔电泳膜厚的安全系数。通过对加强板上双孔叠加效果的分析,进一步推导出该区域孔间距设计的安全系数。最后将量化的研究结果应用于某车大梁区域的结构更改,成功解决了该区域内腔生锈问题。     

轿车白车身试验模态与计算模态相关性分析

以某车型白车身为研究对象进行模态试验,确定了其模态参数.建立白车身有限元模型,计算了其自由模态.通过白车身模态试验结果和计算结果对比可知,二者相关性较差.对计算模型进行灵敏度分析,确定以车身钢板厚度为修改参数修改白车身模型,修改后模型计算结果与试验结果一致性较好,可作为后续NVH仿真分析的基础模型.     

基于APDL的有限元优化分析在客车车身概念开发中的应用研究

通过对客车车身概念开发阶段有限元优化分析的作用和特点的研究,可以利用参数化分析模型进行早期结构方案优化分析,并针对实例客车概念开发,以提高整车刚度、降低车身骨架自重为目的,进行优化分析的应用研究。优化结果对于客车概念开发阶段的方案确定及后续车身结构详细设计具有重要参考。     

基于整车模型的车身开口对角变形动态仿真研究

文章利用虚拟试验:(Virtual Proving Ground,简称VPG)提取的路谱载荷,基于整车模型系统研究了车型1(轿车),车型2(跨界SUV),车型3(中大型SUV)三种典型车型在动载荷激励下车身开口对角相对变形情况,并将动态法计算结果与静态工况分析结果进行了对比。研究结果表明:车型1在比利时路面和共振路面工况下车身开口对角变形量相对较大;基于虚拟路面动载荷激励法与车辆实际服役工况更接近,计算的开口对角变形量远大于静态工况的计算结果;模态贡献量分析显示对车型1,2,3后背门处车身开口对角变形影响最大的模态频率分别是14.49Hz,20.48Hz,21.51Hz,模态贡献量分析结果可为进一步结构优化和性能提升提供参考依据。     

FSC赛车空气套件CFD优化设计

在满足FSC赛车设计规则要求前提下,对空气套件进行了结构优化设计,重点完成了赛车尾翼的优化设计和分析。利用CFD技术对赛车车身模型进行了外流场分析,并通过在赛车尾部加装不同间隙和攻角的尾翼,进行车身外流场模拟对比分析,研究尾翼在改善赛车气动特性方面的影响规律,研究确定了空气动力学装置在不同比赛项目时的调教策略。通过对比分析赛车车辆周围气流的压力分布和速度分布规律,研究高速赛车的负升力效果,对于提高赛车的操纵稳定性和安全性具有非常重要的意义,对于指导赛车尾翼的正确安装、确定尾翼在不同比赛项目时的调教策略有一定的指导意义。     

基于响应面法的钢-混组合桥面系优化设计

对桥梁结构进行优化设计和可靠性研究时,采用传统的设计方法可能会遇到计算工作量繁重的问题,应用响应面法进行优化设计是有效解决该问题的途径之一。以某大跨悬索桥钢-混组合桥面系为研究对象,结合节段缩尺模型试验研究,以有限元软件Workbench为计算平台,建立相应的参数化有限元模型。以组合桥面系重量最轻为经济目标,最大变形及最大弯曲应力为约束,基于响应面法对其进行多参数优化设计,并对优化结果进行了有限元分析验证。计算结果表明:节段缩尺模型静力试验结果与有限元分析结果吻合较好,建立的有限元模型很好地反映了试验模型实际的受力状态;基于响应面法优化设计后组合桥面系质量减小了3.57%,在满足力学性能要求的同时,减轻了结构自重,降低了工程造价,为钢-混组合桥面系设计提供了良好的概念设计模型。     

电动汽车用内置式永磁同步电机气隙磁场解析建模与多目标优化

为提高电动汽车用内置式永磁同步电机气隙磁场解析计算精度和优化效率，利用混合解析法建立考虑转子铁心磁桥饱和效应的电机气隙磁场参数化解析模型。首先利用联合等效磁路法的子域法建立内置式永磁同步电机开路气隙磁场解析模型；然后利用同样方法建立转子磁桥虚拟磁场解析模型，从而得到考虑转子磁桥饱和效应的电枢反应磁场解析模型；最后通过叠加原理建立内置式永磁同步电机合成气隙磁场解析模型。通过有限元仿真和转矩测试验证内置式永磁同步电机气隙磁场解析模型的准确性。基于所建立的解析模型，以永磁体极弧宽度、定子槽口宽度和转子端部磁桥厚度为优化变量，以特定阶次频率的径向力波、转矩和效率为优化目标，利用带精英策略的非支配排序遗传算法，对一台电动汽车用内置式永磁同步电机样机进行多变量多目标优化。研究结果表明：与试验结果相比，解析计算误差小于5%,而计算时间较有限元仿真缩短90%以上；优化后，电机特定阶次频率的径向力波减小了9.2%,最大转矩提升了2.49%,最大效率提升了0.69%,高效区面积扩大了约54.46%;所提方法既解决了内置式永磁同步电机强非线性和高饱和的解析建模共性难点，又极大提高了电机多目标优化效率；研究可...     

袋式除尘器流场模拟与结果分析

以混凝土搅拌站袋式除尘器为研究目标,在solidworks中建立袋式除尘器的三维实体,利用fluent流体分析软件对内部流场进行数值模拟,得到其内部的速度、压力以及流体轨迹等参数分布,来探究影响除尘器使用寿命的因素,为袋式除尘器的优化提供理论支撑。     

考虑气动阻力和横风稳定的汽车车身多目标优化设计

综合考虑了气动阻力特性和横风稳定性,对车身外形参数进行了多目标自动优化设计。综合利用参数化建模技术、计算流体力学(CFD)仿真、试验设计方法、响应面模型和智能优化算法,集成Pro/Engineer参数化建模和ICEM网格划分工具以及Fluent仿真软件,在多学科优化平台modeFRONTIER上,搭建了一种自动优化设计流程。利用该流程,基于遗传算法(GA)对MIRA快背式模型车身几何外形进行了改型设计,得到了考虑车身气动阻力特性和横风稳定性的最优权衡设计解集。该结果使得气动阻力因数降低了5.2%,侧向力因数降低了5.8%。因而,实现了车身气动阻力和横风稳定性的多目标优化。     

EWL组合近似模型在铝车身轻量化优化中的应用

以铝车身为研究对象,基于详细接头建立了铝车身参数化概念模型,其与车身详细模型的误差控制在15%以内,满足工程开发要求。采用相对灵敏度分析法筛选出铝车身的8个关键断面作为设计变量。提出EWL组合近似模型;运用最优拉丁超立方设计(Optimal Latin Hypercube Design,OLHD)采样法分别建立基础性能的KRI、响应面法(Response Surface Methodology,RSM)、径向基函数(Radial Basis Function,RBF)法、反比例平均化(EI)法、启发式计算(EG)法和EWL组合近似模型,通过对比分析误差评价指标得出EWL组合近似模型具有最优的拟合精度和稳定性。综合运用EWL组合优化模型和组合优化算法,即全局自适应模拟退火算法(Adaptive Simulated Algorithms,ASA)和梯度序列二次规划(Non-linear Programming by Quadratic Lagrangian,NLPQL)法的组合优化策略对参数化概念铝车身模型进行轻量化优化。结果表明,在4项基础性能不降低的情况下实现铝车身质量减轻6.7 kg,占整车质量的6.58%,且试验误差控制在10%以内,取得了较好的轻量化效果,为概念设计阶段的铝车身轻量化设计提供指导。     

哈飞路宝正面碰撞安全性车身优化设计

针对哈飞路宝轿车车身设计的具体要求,建立了用于碰撞分析的整车车身结构简化有限元模型,并利用该模型对车身前部结构的几种设计方案进行了选择分析。利用计算机模拟技术对整车车身结构的有限元模型进行了模拟碰撞分析。模拟结果与实车碰撞试验结果的对比表明,所采用计算方法和模拟过程正确,提出的优化设计方案可以提高该轿车产品的被动安全性。     

基于正交实验法的车身侧面碰撞性能优化

建立车身有限元模型进行仿真分析.输出B柱加速度曲线并与实车侧面碰撞结果对标,使有限元模型能够表征物理样车,仿真结果具有可信性及预测性.进行CAE侧面碰撞仿真,采用正交试验法分析车身侧面结构中的7个零件,考核各零件对车身侧面碰撞性能指标的影响,寻找出对车身侧面碰撞性能影响较大的零件及区域.进行优化设计,利用CAE仿真手段来验证优化方案.通过该方法,能够判断对车身侧面碰撞性能影响较大的零件和区域,以及影响因子.能够快速、合理、有针对性地进行车身结构优化,达到优化目标.