铁路货车变刚度弹簧组计算机辅助设计系统研发

采用面向对象的编程语言VB为开发工具,以铁道车辆弹簧设计理论为依据,设计开发了铁路货车变刚度弹簧组计算机辅助设计系统,设计系统将车辆弹簧从传统单一的静强度设计提高到静强度和疲劳强度并行设计的层面,对弹簧的疲劳寿命进行估算,并根据不同要求设计开发基于2种方法的疲劳试验方案.采用计算机程序化的设计系统,提高了设计计算效率和设计质量.     

双卷螺旋弹簧模糊可靠性优化设计

在传统设计方法的基础上,利用模糊可靠性理论和优化设计方法,建立了双卷螺旋弹簧模糊可靠性优化设计模型.通过转8A转向架摇枕弹簧的优化设计结果与原设计结果的对比分析表明本文所建立双卷螺旋弹簧模糊可靠性优化设计模型具有一定的合理性和实用性.     

客车少片变截面钢板弹簧研究

介绍了钢板弹簧以及少片变截面钢板弹簧。建立了少片变截面钢板弹簧设计的数学模型,并对其优化设计方法进行了探讨。结果表明：少片变截面钢板弹簧的优化设计和发展至关重要。     

变刚度和阻尼半主动悬架的模糊控制研究

为提高车辆的乘坐舒适性,建立了一种新型的四自由度的变刚度和阻尼半主动悬架模型。根据模糊控制理论,设计了两种适用于此模型的模糊控制器:常规模糊控制器和变论域模糊控制器。在MATLAB/SIMULINK仿真软件中建模,以积分白噪声随机路面输入作为激励,对被动悬架模型、常规模糊控制和变论域模糊控制的半主动悬架模型进行了仿真。仿真结果表明,与被动悬架相比,变刚度和阻尼半主动悬架能够有效降低车身垂直加速度和车身俯仰角加速度,有效地提高了车辆的乘坐舒适性。同时还表明,悬架的变论域模糊控制的减振效果优于常规模糊控制的。     

弹簧设计中的模糊可靠性分析

以弹簧为研究对象,运用模糊数学理论和可靠性设计方法,建立了弹簧设计中同时存在随机性和模糊性的可靠性模型及计算式,并给出了计算实例.     

基于设计标准后控制臂力学性能数值计算

给出了控制臂刚度、固有频率、拉断力、压馈力、强度的设计标准,建立控制臂有限元模型,进行了静刚度、模态、拉断力、压馈力、不同工况静强度有限元分析,结果表明,控制臂满足刚度、强度、振动特性的设计要求.     

金属弹簧刚度频变分析及等效算法

为研究金属螺旋弹簧的动态特性及动刚度对频率的响应,利用有限元方法,建立了弹簧有限元模型,计算了弹簧的稳态响应,分析了其幅频特性曲线,并提出弹簧刚度的等效算法。计算结果表明:弹簧的动刚度随着激振频率的增大总体趋势是增大的,但是在共振频率处,动刚度极小,低于静刚度,而在反共振频率处,动刚度极大,远高于静刚度;两种算法的刚度-频率曲线几乎重合,因此,金属弹簧确实存在显著的动态特性,采用多自由度系统等效弹簧系统是可行的。     

纵向底门煤炭漏斗车车体FEA与强度试验

以新型煤炭漏斗车车体研究对象,把物理模型转化成有限元模型,对该车体空车和重车工况分别进行了有限元静强度分析、刚度分析.同时按照<铁道车辆强度设计及试验鉴定规范>进行了样车强度刚度实验,并将计算出的结果与样车的测试结果进行了对比分析,对比结果不仅验证了数值计算的可靠性,而且为进一步在设计期间的车辆疲劳寿命预测提供了基础数...     

摆线针轮行星减速器的稳健可靠性优化设计

提出一种可以提高产品可靠性的稳健可靠性优化设计方法.在一般可靠性优化设计的基础之上考虑稳健性的要求,通过可靠度对不确定性参数的敏感度最小达到设计质量稳健性的要求.以此方法建立摆线针轮行星减速器稳健可靠性优化设计模型,并以实例进行优化计算.     

摆线针轮行星减速器的稳健可靠性优化设计

提出一种可以提高产品可靠性的稳健可靠性优化设计方法.在一般可靠性优化设计的基础之上考虑稳健性的要求,通过可靠度对不确定性参数的敏感度最小达到设计质量稳健性的要求.以此方法建立摆线针轮行星减速器稳健可靠性优化设计模型,并以实例进行优化计算.     

FSC车架静态性能的有限元分析与试验验证

利用试验测试车架挠度,验证该工况下大学生方程式赛车(FSC)车架有限元模型的正确性。在此基础上对车架的弯曲静载、转弯、刹车工况及扭转刚度进行有限元仿真,保证了结果的可靠性。通过数值分析说明车架强度、刚度满足设计要求。     

Topology optimization design and strength analysis of the hoist bracket for rescue helicopters

The hoist bracket links the rescue hoist with the helicopter cabin, and its structure design greatly affects the operation convenience and safety of the hoistman and lifeguard in the rescue process with a helicopter.This paper firstly builds the force model of the hoist and bracket, and gives five kinds of typical working conditions as the design ones of the bracket. Then this paper puts forward a design process of the hoist bracket based on the topology optimization and strength analysis with the 3D modeling and finite element analysis. This design process can make the bracket’s structure lightweight by achieving the optimal material layout under the conditions of maximizing the static stiffness or minimizing the compliance of the bracket. And this improves the dynamic performance of the helicopter, and reduces the fuel consumption and cost under the strength constraints. Finally,taking the design of the hoist bracket used in a rescue helicopter as an example, this paper illustrates the proposed model and method. The analysis results show that the mass of the hoist bracket decreases by 12.5% while the static stiffness of the hoist bracket is achieved. The optimization design results meet the strength requirements of the hoist.     

回转型空气弹簧设计、仿真及实验研究

研究回转型空气弹簧设计计算的方法,采用MTS810试验机以及落锤冲击机对空气弹簧的性能特性进行了实验测试,设计计算及仿真计算结果和实验结果吻合较好.实验结果表明设计计算方法简单、准确,建立的Marc非线性有限元计算模型能够准确地模拟空气弹簧的特点,可用于空气弹簧地工程设计计算.空气弹簧冲击刚度有限元仿真计算及实验测试的方法可用于隔振元件冲击刚度计算与实验测试.     

基于HyperWorks的车门外把手拓扑优化设计

拓扑优化技术的应用在汽车零部件结构优化和轻量化设计、车身结构设计中有着十分重要的现实意义。本文基于HyperWorks的拓扑优化技术探讨了车门外把手轻量化的可行性。根据外拉式车门外把手的受力与约束情况,对某轻型载货车门外把手原始结构进行了静力分析,并建立了外把手的拓扑优化概念模型;在外把手拓扑优化结果的基础上,对车门外把手进行了二次设计;将二次设计后的车门外把手新结构与原始结构进行了对比分析,结果表明:新结构在维持原有强度、刚度基本不变的情况下,质量较原始结构减轻了28.79%。     

天然气牵引车车架轻量化研究

建立了某公司生产的天然气牵引车车架有限元模型,通过静动态分析得到了车架的刚度和典型工况下的强度及车架前4阶振动的固有频率和振型。以刚度最大为目标以体积分数为约束,应用基于OptiStruct的拓扑优化技术获得了弯曲、纯扭转和弯扭组合工况的拓扑优化材料分布图。根据拓扑优化结果对该车架进行二次设计,将鞍座前横梁改进为抗扭能力更强的新型横梁并在纵梁内侧前吊耳处加装一对衬板以提高局部刚度。对改进后车架结构进行尺寸优化以确定车架各结构最佳板厚。分析结果表明:最终优化得到的车架综合性能优于原车架,并实现了减重13.82%。     

高速列车电机吊挂弹簧疲劳强度有限元分析

以高速列车电机吊挂弹簧为研究对象,为了准确分析弹簧的应力状态及疲劳强度,通过建立电机吊挂弹簧的有限元模型,针对吊挂弹簧的结构特点和受力特性,在弹簧内圈各部件之间建立多层接触对,并采用Mooney-Rivilin单元模拟橡胶的变形,对吊挂弹簧进行强度分析,并基于材料Goodman疲劳曲线图,编写后处理程序对弹簧疲劳强度进行评定.结果表明：该电机吊挂弹簧满足静强度和疲劳强度要求,文中接触对建立和橡胶单元类型及材料参数选择是正确可行的.     

微型汽车车架轻量化研究

以某微型汽车白车身为例,建立白车身的有限元模型,采用有限元法求得车架优化前白车身的动静态特性,计算结果为下一步车架轻量化设计提供参考依据.基于超单元法与灵敏度分析方法,以车架重量最小为目标函数,在保证白车身车架动静态特性不降低的前提下,优化微型汽车车架关键构件厚度.优化后的车架质量下降6.39%,白车身的弯曲刚度提高1.0%,白车身的一阶模态频率提高了0.41Hz.     

基于SolidThinking Inspire的牵引车平衡轴支架结构优化

以某牵引车平衡悬架的平衡轴支架为对象,基于Optistruct求解器建立平衡悬架总成的有限元模型,设置单边跳动、满载制动和满载转弯工况并进行了静力学分析;在SolidThinking Inspire中采用拓扑优化方法,以支架刚度作为优化目标,以支架厚度作为约束条件,对支架进行拓扑优化设计,在CATIA中重新建立优化后的支架模型并进行验证。结果表明:优化后的支架在单边跳动和满载转弯工况下的最大应力分别下降了16.0%与10.3%,满载制动工况下的最大应力升幅为15.4%,减重近12%。