节能车车架选型和轻量化设计

在ANSYS9．0中以梁单元理念建立车架的有限元模型。在材料、梁截面一致的情况下,计算上浮式、下沉式两种车架结构的强度和刚度,确定出更优化的车架结构;在较优的车架结构基础上,换用多种截面类型的梁进行有限元分析,计算出满足强度和刚度时梁的最小截面积,实现车架的轻量化,从而达到节能目的。     

基于灵敏度的SUV车架多性能综合优化

建立某SUV车架的有限元模型,对车架进行弯曲刚度、扭转刚度和模态分析,并进行车架的弯曲和扭转刚度测试,测试结果验证了有限元模型的准确性。按照质量敏感度因子排序确定车架主要构件的优化对象,包括零件料厚和纵梁截面尺寸,并建立多目标优化模型。在提升弯扭刚度和低阶频率达到设计目标的同时,降低车架的总质量,达到轻量化设计的目标。     

QM50QT-2摩托车车架有限元分析

采用Pro/E软件的MECHANICA模块,对QM50QT-2摩托车车架进行了强度分析,找出影响强度及刚度的因素及改进车架强度和刚度的方法,通过对车架施加不同的工况载荷,找出不同工况载荷下车架的危险截面,作为设计开发过程中的参考。     

摩托车车架结构优化

首先建立了车架有限元模型,对其强度和刚度进行了分析;然后在疲劳试验机上进行试验,验证理论模型及分析结果的正确性.在此基础上,以车架轻量化为优化目标,车架主要构件截面尺寸为设计变量,刚度和强度为约束,对其结构进行优化,优化后车架质量减轻17.4%.     

基于有限元分析的节能车车架轻量化设计

为减轻节能车车架质量,获得良好的燃油经济性,在ANSYS9.0软件环境中,以梁单元为基础建立了车架的有限元模型,通过计算比较,发现在同等强度和刚度水平下,采用截面为圆形的梁可以使车架质量比采用矩形梁时更低,在此基础上进一步缩减截面尺寸,实现了车架结构的轻量化目标.模态分析结果表明,车架的动态特性较好,怠速状态下不会与发动机产生共振.     

踏板摩托车车架有限元分析

采用Pro/E软件的MECHANICA模块,对踏板摩托车车架进行了强度分析,找出影响强度及刚度的因素及改进车架强度和刚度的方法,通过对车架施加不同的工况载荷,分析计算结果的应力云和应变云,找出不同工况载荷下车架的危险截面,作为设计开发过程中的参考,根据有限元分析结果修正模型设计,达到最佳强度的车架设计。     

车架纵梁,横梁截面几何特性的计算

确定汽车车架纵梁、横梁截面几何特性，是汽车车架结构有限元分析计算中的重要计算步骤，本文给出了确定汽车车架纵梁，横梁截面几何特性的一种简便而实用的方法，并编制了相应的软件，可以迅速，准确地确定汽车车架纵梁，横梁截面的几何特性。     

汽车车架结构元件参数的优选

本文从理论上对影响车架结构强度和刚度的因素进行分析,并应用数学方法中最优算法寻得各梁截面参数的最佳值。通过实例表明,这对于合理利用材料、减轻车架自重,有一定实际意义。本文还作出了可供设计时选择截面参数用的参考线图。     

FSAE赛车车架扭转刚度优化

由于扭转载荷会引起车架和悬架相关部件的变形,从而影响整车的抓地力和操纵性,因此对于FSAE赛车车架的设计,其扭转刚度是一个非常重要的设计参数。根据FSAE赛会的规则,车架钢管的横截面有方形和圆形两种不同形式,目前普遍采用的形式为圆形钢管。文章研究了规则允许钢管类型,对比发现,相比于圆形截面,部分结构使用方形钢管质量可以减少2%,而车架扭转刚度提高39%,同时实现轻量化和扭转刚度的提升,实现了优化的目标。     

车架的断损故障及检修

车架（即大梁）是整个汽车的骨架，驾驶室、发动机、车厢、悬架及其附件都要承受汽车静载荷和运行中各种工况下的冲击载荷而易发生弯曲或扭曲变形。因此车架必须具备足够的强度和刚度。汽车车架在使用中容易发生断损现象，而危及运行安全。车架裂纹会减少车架纵、横梁截面的承载面积、削弱车架的承载强度。更为严重的是，在交变载荷的作用下，理解纹会延伸至整个截面导致裂纹处断损。因此，及时检修车架裂纹是预防汽车故障、保证行车安全的一项重要工作。     

曲线连续梁桥支承布置形式对主梁结构扭矩的影响分析

曲线连续梁桥受力较为复杂,主梁的平面弯曲使得下部墩柱的受力支承点不在同一条直线上,从而产生较大的扭矩和扭转变形,构成了其独有的受力特点.如何控制主梁结构的扭矩,限制扭转变形对于桥梁结构安全至关重要.目前通常采用减小翼缘宽度和增大箱室,加大梁高和腹板厚度两项措施来改善主梁截面的抗扭性能.以工程实例为背景,通过改变曲线箱梁桥的支承布置,可以更加方便高效地改变主梁结构扭矩的分布,达到扭矩均衡的目的.     

支承方式对小半径鱼腹式连续曲线箱形梁桥受力性能的影响研究

由于构造方面的原因,曲线桥存在"弯-扭"耦合[1]作用,由于小半径鱼腹式连续曲线箱形梁桥曲率半径较小,其"弯-扭"耦合作用更加明显,为了讨论和验证支座的布置方式对小半径鱼腹式连续曲线箱形梁桥受力的影响。该文通过改变小半径鱼腹式连续曲线箱形梁桥支承方式,采用粱格法来建立有限元模型分析支承方式对小半径鱼腹式连续曲线箱梁梁桥纵向弯矩、扭矩和支座反力的影响。数据表明,双支座可以有效减小小半径鱼腹式连续曲线箱形梁桥的扭矩,可以使内、外侧支座的支反力趋于相等,使小半径鱼腹式梁桥受力更加合理,但是对纵向弯矩的影响较小。该文的结论对今后的设计工作有一定的指导意义。     

GL6466轻型客车车身结构轻量化优化研究

用梁单元建立了GL6466型轻型客车车身骨架有限元模型,并验证了模型准确性.以车身总质量为目标函数,选取车身骨架主要型材的截面参数为设计变量,以车身弯曲刚度和扭转刚度、关键部位应力、1阶扭转固有频率为约束条件,进行灵敏度分析.根据灵敏度分析结果确定优化设计变量,对该轻型客车车身结构进行优化后,车身总质量减轻8.1％,而...     

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.     

用深受弯构件设计方法设计墩台盖梁

墩台盖梁目前仍用一般受弯件计算，据近20年来的研究表明，当受弯构件跨高比等于或小于5时，梁截面应变不符合平面假定，即混凝土的应变沿截面高度不符合线性分布，因此，在钢筋混凝土结构界，对于跨高比L／h≤5的构件，称为深受弯构件，其计算方法不同于一般受弯构件，墩台盖梁跨高比绝大多数在3－5之间，应按深受弯构件计算。     

Stress sensitivity analysis and optimization of automobile body frame consisting of rectangular tubes

At conceptual design stage, beam element is extensively used to create the frame structure of automobile body, which can not only archive the accurate stiffness but also reduce much computational cost. However, the stress definition of beam element is very complex so that the stress sensitivity and optimization are difficult to analytically derive and numerically program. This paper presents an solution to this problem and an application in the lightweight optimization design of automobile frame. Firstly, maximal Von Mises stress of rectangular tube is calculated by using the superposition of stress, which is together induced by the axial force, bending moments, torsional moment and shear force. Secondly, the sensitivity of Von Mises Stress with respect to size design variables: breadth, height and thickness are derived, respectively. Thirdly, an optimal criterion is constructed by Lagrangian multiplier method to solve the frame optimization with stress constraints. Lastly, numerical example of car frame proves that the proposed method can guarantee the stress of each beam element almost fully reaches at the yielding stress.     

Variable Cross-Section Rectangular Beam and Sensitivity Analysis for Lightweight Design of Bus Frame

Timoshenko beam element of variable cross-section rectangular tube is developed and applied in the lightweight design of bus frame in this paper. Firstly, the finite element formulations of variable cross-section beam (VCB) are derived under the loadsteps of axial deformation, torsional deformation and bending deformation. Secondly, bending deformation experiment and its detailed shell finite element model (FEM) simulation of variable cross-section rectangular tube were conducted; and the proposed VCB, detailed shell FEM and experimental results can be highly consistent. Thirdly, VCBs are used to substitute for parts of the uniform ones in a bus frame. An innovatively lightweight bus frame is obtained and all the performance responses are improved simultaneously. Finally, rollover analysis further shows the advantage of variable cross-section bus frame in crashworthiness design.     

基于有限元的全承载式客车车身强度刚度分析

应用有限元分析方法,对某全承载式客车车身骨架在弯曲和扭转工况下进行结构强度、扭转刚度的计算分析。     

基于传递矩阵的平顶直墙地铁车站横向管棚受力变形计算方法研究

平顶直墙地铁车站PBA工法施工可以采用管棚先行支护。针对PBA法暗挖平顶直墙地铁车站密布横向管棚结构，通过总结管棚“荷载－梁模型”中弹性地基梁、简支梁、固支梁3种简化方法及其计算原理，以北京地铁19号线平安里站工程为背景，采用上述3种模型计算管棚受力变形，并与实测值进行比较分析，然后针对不同工程参数和地质参数进行受力变形影响分析。结果表明： 1）弹性地基梁模型计算弯矩和跨中挠度处于固支梁模型和简支梁模型计算结果之间，其中弹性地基梁模型和简支梁模型计算结果较符合实测数据；但简支梁模型和固支梁模型无法体现导洞侧壁处挠度，且无法体现地层参数的影响以及钢管壁厚对受力的影响。2）最大弯矩值出现在简支梁的跨中，建议在设计时以简支梁模型计算跨中弯矩进行包络，以保证施工安全。3）开挖跨度和覆土厚度（荷载）对弯矩和挠度影响较大，其中跨度影响最大。4）基床系数和钢管壁厚对管棚弯矩影响较小，但对减小挠度有一定作用。     

小半径曲线梁桥设计要点

现阶段桥梁由于地形条件的限制,多采用曲线桥梁和匝道桥。特别是小半径曲线梁桥,除承受弯矩、剪力外,还有较大扭矩和翘曲双力矩的作用。在施工运营中会出现很多问题,产生问题的原因是多方面的,有的在连续梁曲线内侧端支座脱空;有的曲线梁体向曲线外侧径向整体侧移;有的墩梁固结处在立柱顶部(与梁底衔接处)产生水平环形裂缝等危及桥梁正常使用的现象。该文结合某跨铁路上跨立交桥的设计,浅谈小半径曲线箱梁的设计要点。