导向臂支架强度及疲劳的分析与优化

为解决某重型货车复合空气悬架导向臂支架在道路试验中失效的问题,对该导向臂支架进行了结构优化.文章利用HyperWorks软件的RADIOSS模块和FEMFAT软件分别对该导向臂支架进行静强度和疲劳寿命分析,根据分析结果,在HyperWorks软件的Optistruct模块下对导向臂支架进行结构优化设计.结果表明,经过优化后的导向臂支架强度和疲劳寿命都得到提高,质量较原结构减轻13％.该方法可广泛应用于类似车辆部件的优化设计工程.     

基于HyperWorks导向臂支架的结构优化及改进设计

针对某6×4牵引车复合空气悬架导向臂支架断裂原因进行了分析,排除导向臂支架的铸造缺陷、材料及工艺加工导致失效问题,最终确定导向臂支架的断裂原因主要是由于结构设计不合理导致断裂,在原结构的基础上,确保安装结构基本不变,运用catia三维建模和HyperWorks软件分别完成三种方案的三维建模和静强度分析,通过分析结果比对,改进方案相比原方案,重量降低了8%,疲劳寿命提高了13%,最后经过疲劳寿命分析和15000km的道路可靠性试验,改进后的导向臂支架满足设计使用要求,提高了经济效益。     

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。     

空气悬架推力杆支架的拓扑优化设计

基于极限状态的静态载荷,利用拓扑优化技术对某牵引车空气悬架的下推力杆支架进行了结构优化设计,在保证结构刚度和强度的基础上,达到了结构轻量化的目标;同时运用多体动力学方法:,提取了轴端随机载荷条件下该件连接部位的动态载荷,并分析了该件在该载荷条件下的疲劳损伤情况。结果:表明,优化方案较原始方案在刚度、静强度和疲劳寿命方面均有明显改善。     

基于HyperMesh分析的汽车后导向臂总成优化设计

文章是在某车型研发过程中,其后悬挂系统中后导向臂需在原有车型平台上进行借用优化,以降低研发费用及缩短开发周期。在开发过程中发现,其后导向臂拉杆支架强度不能满足现车型设计要求,需对其性能及可靠性进行Hyper Mesh分析强度模态校核与提升。文章是在现车型载荷下对后导向臂拉杆支架强度及模态进行校核并优化设计。     

某电动轻卡转向节臂断裂失效分析及优化

文章就某电动轻卡转向节臂出现断裂问题,通过材质、力学性能检测及CAE结构强度分析,得出断裂主要原因在于节臂转弯处薄弱,发生疲劳断裂;对薄弱处进行加强优化,表面进行喷丸强化处理,疲劳寿命得到极大提升。经过疲劳试验及可靠性路试验证,优化措施切实有效。     

某型土压平衡式盾构刀盘的力学分析与结构优化

为给兰州地铁掘进所用某型土压平衡式盾构刀盘的优化设计提供参考依据,应用ANSYS Workbench软件对其刀盘结构在正常工况下的力学性能进行分析。根据所得出的等效应力、总变形量与疲劳寿命云图,判定该型盾构刀盘上静强度和疲劳强度最弱的部位位于牛腿靠近面板背面的外角点位置,而其刚度相对较弱的部位则位于2块未开出渣口的面板外边缘。通过对刀盘结构尺寸进行改进优化,使该刀盘强度最弱部位在正常工况下的静强度与名义疲劳寿命分别提升71%和265%,同时刀盘开口率由35%优化为37%后,刀盘面板外边缘处的变形量减小约25%。     

镁铝合金车轮胶栓复合连接稳健性优化设计

提出了车轮胶栓复合连接的多目标确定性与稳健性优化设计方法。首先,建立镁铝合金组装式车轮螺栓连接有限元模型,对其进行弯曲疲劳寿命仿真,对比疲劳试验结果,验证了车轮仿真模型的准确性。随后,建立结构胶弹塑性本构模型,通过试验得到其应力应变曲线和剪切强度。最后,选取胶层厚度与种类、螺栓预紧力和螺栓孔直径为设计变量,建立车轮栓胶复合连接参数化仿真模型,以车轮连接螺栓疲劳寿命、结构胶最大拉伸和最大剪切应力为优化目标,借助ISIGHT优化平台,分别采用第二代非劣排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)和微存档遗传算法(AMGA)对车轮胶栓连接结构进行了多目标确定性和6σ稳健性优化设计。稳健性优化后车轮连接的可靠性得到进一步提升。     

驱动桥壳优化设计与分析

本文针对桥总成生产实际问题对某驱动桥壳结构进行优化,通过建立驱动桥壳的有限元模型,分析比较了优化前后桥壳的静强度和静刚度,研究了优化后桥壳的模态,计算了优化后桥壳的疲劳寿命,并通过台架试验进行验证。     

燃料电池车电堆支架静强度及疲劳仿真分析

以某燃料电池车电堆支架为研究对象,运用三维设计软件CATIA设计电堆支架3D几何模型,运用仿真软件HyperWorks建立电堆支架有限元模型,并分析了支架结构强度和疲劳寿命。针对不满足设计目标的方案进行了优化,使其满足设计需求,并通过了实车耐久测试和燃料电池系统台架耐久测试验证~([1])。     

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。     

汽车减振器支架焊缝疲劳寿命优化设计

为解决某型汽车减振器支架在道路试验中发生开裂的问题,通过整车多体动力学分析进行悬架多工况载荷提取,并结合焊缝S/N疲劳曲线进行减振器支架寿命分析。在对优化前后的减振器支架进行分析的基础上,根据焊缝疲劳和强度对其进行结构改进设计和实车路试验证。结果表明,优化后的减振器支架在后续路试中未发生失效开裂,说明基于悬架多工况下的结构焊缝疲劳和强度分析具有很好的可靠性和适用性。     

江铃汽车驱动桥桥壳有限元分析

利用Solidworks软件建立一辆江铃汽车驱动桥壳3D模型。基于ANSYS Workbench协同仿真平台,模拟驱动桥壳台架试验国家标准中规定的试验工况进行有限元分析,求得该车驱动桥3种不同厚度桥壳的弯曲刚度、垂直静强度和疲劳寿命。结果表明,3种厚度的桥壳都具有足够的静强度和刚度,疲劳寿命均达到国家标准。     

基于多体动力学的柴油机曲轴疲劳寿命分析

为分析4100QBZL柴油机曲轴的疲劳寿命,建立该曲柄连杆机构的刚柔耦合多体动力学模型,将多组试验测量的缸内压力作为驱动力,进行耦合仿真得到曲轴在柔性体模型下的主轴颈、连杆轴颈负荷仿真结果,并根据载荷结果对曲轴进行静强度校核。最后结合由多体动力学软件得到的载荷谱与有限元分析所得的曲轴在各个工况下的应力应变分析结果,以及通过材料的各项属性拟合出的S-N曲线,对曲轴进行了疲劳寿命预测。结果表明:曲轴的静强度及疲劳寿命均达到了工程设计要求,曲轴最危险部位的寿命次数也达到了1013以上,认为曲轴不会发生疲劳破坏。     

基于多通道随机载荷的某车中冷管支架疲劳寿命分析

结合随机振动理论,以某车型中冷管为例介绍了产品在多通道随机激励下的疲劳分析方法,并分析了中冷管支架在多通道随机激励下的疲劳性能,分析结果显示其失效位置与试验中支架开裂情况一致。根据分析结果,对支架结构进行了优化,并重新分析了疲劳寿命,其寿命结果比原模型有显著改进。由于该方法可以方便、有效地进行疲劳计算,且能够得到比较可靠的结果,所以比较适用于汽车结构件的疲劳寿命分析。     

基于响应面的结构疲劳寿命6σ稳健优化设计

针对结构疲劳寿命离散性较大的问题,将响应面法、6σ稳健设计与疲劳寿命设计相结合,提出一种提高结构疲劳寿命稳健性且减轻结构质量的方法。该方法先用对设计参数进行拉丁超立方采样,用有限元法计算结构疲劳关键点处的平均应力和对称应力谱;然后采用Miner法求出结构关键点处的疲劳寿命,构造出疲劳寿命的响应面模型;最后基于响应面模型对结构进行疲劳寿命的6σ稳健优化设计。对某型搅拌车副车架进行了疲劳寿命稳健优化设计的结果表明,该方法在保证副车架疲劳寿命可靠性满足设计要求的基础上,有效提高其疲劳寿命的稳健性,减轻其结构质量。     

汽车空调管路系统随机振动疲劳分析优化研究

为解决某汽车空调管路由于共振导致的断裂故障,采集空调管路系统的随机振动激励,将其转换为功率谱密度曲线作为激励进行随机振动试验,得到管路的疲劳寿命,然后进行单位载荷的频率响应分析得到频率应力的传递函数,并进行随机振动疲劳分析,通过试验标定管路系统中的橡胶复合材料,分析其对寿命影响的敏感性。结果表明,管路疲劳寿命低于试验要求,其危险点与断裂位置一致。通过在管路共振方向增加支撑支架进行优化设计,优化后管路疲劳寿命满足要求,整车耐久试验结果表明,管路的应力大幅降低,且未发生断裂。     

FSAE赛车差速器支撑架可靠性与轻量化协同优化设计

为提高FSAE赛车传动系统差速器支撑架的结构强度并减小其质量,采用协同优化与可靠性分析方法,以安全系数、最大应力和质量作为协同优化目标,选取支撑架的疲劳寿命和最小安全系数为可靠性约束,建立可靠性优化设计模型;基于有限元分析的样本点数据进行求解,对有限元仿真结果进行拓扑优化并设置结构参数变量。结果表明,优化后结构满足工程设计所需强度和安全要求,在最小安全系数仅减小3.61%的情况下支撑架质量减少7.14%,达到了优化目标。     

基于Pro/mechanica的某发动机三元催化器支架疲劳分析及优化

介绍了汽车发动机上三元催化器支架的重要性,说明了保证支架的疲劳寿命的必要性。针对此支架台架试验发生的断裂问题,利用Pro/mechanica有限元分析对支架进行疲劳分析,进而提出优化建议,并对优化后的结构再次进行有限元分析验证。     

用半轴静扭强度试验结果判定扭转疲劳试验寿命

研究了车桥半轴静扭强度与扭转疲劳寿命的关系,建立了便于试验应用的实用性规律,根据试验数据和结论对其进行理论性分析,用扭转强度试验数据确定的约翰逊弹性极限值和破坏扭转角预判半轴扭转疲劳试验寿命。