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。     

摩托车车架的模态与刚度灵敏度分析

以某款摩托车车架为研究对象,应用有限元理论建立了车架结构分析模型,在此基础上,以车架管件的壁厚和管径作为设计变量,以车架一阶自由模态频率和扭转、弯曲刚度作为目标函数,对其进行灵敏度分析,获得了对车架模态和刚度影响较大的因素,从而为车架的结构优化提供了重要依据.     

ANSYS约束模态分析在起重机车架上的应用

起重机车架是起重机中的关键部件,对其进行模态分析,防止与路面产生共振,为车架的动态分析奠定基础。通过结构的固有频率可判断结构的动态特性,由于实际工况和结构中是存在各种约束和力的,故应建立结构的基本模态方程和约束模态方程。ANSYS已广泛应用于机械机构设计中,其内部集成有模态分析模块,并可与结构有限元分析联合进行约束和预应力模态分析,这为通过计算机进行起重机车架约束模态分析提供了可能。对某种起重机车架进行约束模态分析,得到了车架的前六阶模态,仿真结果表明车架基本不会发生共振,结构合理。     

基于HyperMesh的纵梁加固板对车架总成刚度影响的分析

文章以某轻型卡车车架为研究对象,应用HyperMesh分析软件,对比分析不同形状加固板对车架总成弯曲刚度、扭转刚度及模态的影响。经过对比分析,我们量化了加固板变动对该型卡车车架刚度及固有频率的影响,为设计提供有力的数据支撑。     

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。     

某越野车车架固有频率优化及轻量化

以某越野车车架为研究对象,进行初步的刚度和模态分析,验证了该车车架弯曲刚度和扭转刚度符合设计要求,并发现该车架一阶模态频率和发动机怠速运转频率非常接近容易引起共振这一问题.针对这一问题,进行了以车架零部件厚度为设计变量,保证车架弯曲刚度和扭转刚度不降低的前提下,以一阶模态频率大于27 Hz为约束条件,以车架质量最小为目标函数的尺寸优化.优化结果表明:车架的总质量下降2.14％,同时弯曲刚度提高显著,扭转刚度略有提高,一阶模态频率从24.616 Hz提高到26.970 Hz,避开了发动机的怠速运转频率,优化效果较为显著.     

基于有限元的某轻卡车架刚度分析

建立汽车车架的CAE模型,利用有限元方法对汽车车架进行弯曲刚度计算、扭转刚度计算与校核。通过4点约束进行弯曲刚度计算。在计算扭转刚度时,对后轮和右前轮约束、左前轮施加力。在校核扭转刚度时,对车架前、中、后三部分分别算出对应扭转刚度。通过分析计算,验证该汽车车架的弯曲刚度和扭转刚度是否符合设计要求。     

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。     

汽车车架的固有频率和振型计算

本文根据汽车车架结构的特点,应用薄壁杆系有限单元法,对汽车车架的固有频率和主振型进行了计算。由于计算中考虑了约束扭转的影响并采用了一致质量矩阵的方案,因而降低了对计算机容量的要求。在国产TQ-16机上进行了计算,达到了较高的计算精度。这为今后进一步开展汽车振动的研究,包括动态响应的分析、整车结构的模态综台技术以及汽车舒适性等方面的研究打下了基础。     

基于全局响应面法的电动汽车车架多目标优化

对电动汽车车架进行有限元分析,在此基础上选取车架前部、后部、副车架部分的尺寸厚度以及这三个部分的肋板的厚度作为设计变量,运用全局响应面法(Global Response Surface Method,GRSM)以一阶模态频率大于32 Hz作为约束,对车架的扭转刚度、弯曲刚度和总质量进行多目标优化,获取Pareto最优解集,给出优化备选方案和建议。     

波形钢腹板-混凝土组合箱梁扭转效应分析

简支波形钢腹板-混凝土组合箱梁扭转效应显著,文中根据组合箱梁受力特性,结合传统混凝土箱梁扭转分析理论,研究组合箱梁在集中偏心荷载作用下的扭转效应。结合相关文献的实验值,对偏心荷载下截面扭转翘曲正应力和扭转翘曲剪应力值进行修正,并通过ANSYS软件计算值进行对比分析。结果表明,在波形钢腹板-混凝土组合箱梁跨中作用偏心集中荷载时,扭转双力矩和弯扭力矩在跨中具有最大值,扭转翘曲应力在跨中截面处腹板底板交点处有最大值;跨中截面翼缘板自由端部翘曲剪应力为0 Pa;考虑扭转效应时跨中截面扭转剪应力均为弯曲剪应力的49%;理论计算值与ANSYS软件计算值误差小于10%,具有较好的计算精度。     

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。     

用ERA法建立计及传动系扭振的整车振动模型

运用动态子结构综合原理建立了整车振动方程，用特征系统实现（ＥＲＡ）算法辨识子结构与动力学参数，从而建立了计及车体弹性，发动机支承刚度和传动系扭振的整车振动分析模型。利用该模型可更全面，真实地分析，预测和控制整车的异常振动。分析表明，计及传动系扭振与否，对整车频率及振动特性有明显影响。     

基于虚拟样机的3缸机曲轴系扭振分析及优化研究

3缸发动机的结构特点使得其惯性力和力矩相对于4缸机难以平衡,其曲轴系的扭转振动更难控制,从而严重影响发动机运转过程中的NVH性能。为改善发动机曲轴系扭振及整机NVH性能,采用一维与三维多体系统仿真体系对某3缸发动机扭转振动进行了分析预测,并进行试验验证,而且对3缸机的扭振特性与扭转控制进行了深入解析与研究。结果显示,虚拟样机能够精确地复现发动机的实际工作状态,其曲轴系上采用的非承载式曲轴扭振减振器使该款发动机的扭振保持在较好水平。     

空间缆索自锚式悬索桥动力特性及刚度影响规律

空间缆索自锚式悬索桥的主缆直接锚固在加劲梁上,同时由于主缆的空间特性,与地锚式悬索桥及传统平面索相比,其动力性能存在很大的差异.针对青岛海湾大桥大沽河航道桥建立非线性空间有限元模型,对其动力特性及结构刚度影响规律进行了分析.结果表明,该桥振型基本合理,具有密布的频谱;作为自锚式悬索桥其整体刚度较低,固有周期较长;单柱式桥塔的横向刚度较弱,横向振动出现较早;另外,由于缆索横向间距较小,刚度较小,前10阶振型中有5阶索振.各振型受结构刚度的影响不同,主缆刚度主要影响悬索桥的1阶竖弯及扭转,加劲梁竖向刚度对加劲梁1阶竖弯及加劲梁扭转振型影响较大,横向刚度主要影响悬索桥的加劲梁横向振型,扭转刚度主要影响悬索桥的1阶扭转振型;主塔纵向刚度主要影响悬索桥的纵飘振型;横向刚度主要影响索塔的1阶横向振型.     

接头分析在汽车NVH正向设计中的应用

轿车的NVH性能在现代轿车开发中已经越来越受到莺视。结合国内某轿车NVH性能开发流程,对该轿车结构设计阶段的白车身进行了模态分析和静态刚度分析。分析结果显示,一阶振型为顶棚横摆,且频率与发动机怠速激励频率接近,车身扭转刚度低于竞争车型。由此分析了A柱接头刚度,并对其进行了结构和尺寸优化以提高其刚度,达到了消除顶棚横摆模态,提高扭转刚度值的目的。     

全承载式大客车车身结构多目标优化

建立了全承载式大客车车身骨架的有限元模型,对车身骨架结构进行了振动模态和静力学分析.然后对车身骨架结构进行设计参数灵敏度分析,得出车身骨架扭转刚度和一阶扭转频率对各部件设计参数的灵敏度.在此基础上,以车身骨架杆件厚度为设计变量,通过两阶段结构优化设计,在整车骨架质量增加很少的条件下,提高了整车结构的扭转刚度和一阶扭转频率值;同时,一轮悬空工况下的整车结构应力峰值明显下降,应力分布更加均匀,整车骨架结构设计更为合理.     

路面特性对车辆振动影响规律研究

对软路面上车辆的扭转、垂直和纵向振动进行了研究,首先对振动车辆进行单因素(路面不平度、胎压、路面抗压强度和牵引负荷)分析,找出对车辆振动影响显著的因素及影响规律,在此基础上对影响振动的多因素进行正交试验,分析交互作用对车辆振动的影响规律。同时,对不同路面条件下振动进行研究分析。随着路面波形频率、路面抗压能力、轮胎气压和牵引负荷的增加,车辆扭转、垂直和纵向振动增加。对于垂直振动、扭振和纵向振动,其主要影响因素各不相同。     

发动机扭振试验有效性研究

分别采用两种联轴器和两套支撑系统进行了发动机扭振试验。试验结果表明,台架支撑系统和联轴器会对发动机扭振试验结果产生很大影响。通过理论分析发现,发动机采用不同支撑系统时,传感器支架振动也会不同,从而造成扭振试验结果存在差异。利用某发动机扭振仿真模型,提取影响系统扭振的因子,并进行敏感度分析,发现联轴器主动端惯量是影响发动机扭振综合幅值的主要参数。为保证扭振试验有效性,建议应根据不同试验目的,采用不同试验设计方案。     

客车车身骨架结构刚度特性分析

讨论了客车车身骨架有限元模型的建立及其实验验证,在此基础上对车身骨架结构进行了水平弯曲、极限扭转工况的模拟计算,得到结构的应力、应变、扭矩和弯矩分布情况。进行了模态分析,获得车身骨架的模态参数之后,探讨了该车身骨架的动态性能,为动态性能改善提供参考依据。