某乘用车电动尾门安装点刚度提升研究

汽车电动尾门为车主提供很大便利,驱动气弹簧和普通气弹簧结构差异较大,对整车布置、车身结构、性能等要求各不同。针对某配备电动尾门新开发SUV车型,利用Hypermesh软件建立车身模型,进行拓扑优化分析研究,结合项目开发周期、工艺和成本等因素,寻找并确定合理车身结构设计。通过实车试验验证,电动尾门骨架侧安装点刚度等性能满足实际要求。     

基于OptiStruct的某车型背门的优化设计

某车型背门在开发过程中,侧向刚度不能满足设计目标。通过对内板结构进行整体分析,发现内板结构部分区域存在优化空间。结合设计布置需要,确定初始设计域,综合运用拓扑优化和多目标优化确定内板的优化设计方案。通过典型刚度工况与模态分析校核背门内板可行性,实现了满足各项性能指标的背门的正向设计。文章提出的优化设计方案可为汽车背门内板设计提供参考。     

某SUV车型塑料尾门的设计开发

以塑代钢是实现轻量化的重要手段之一,文章以某款SUV车身尾门为研究对象,在保证基本性能的前提下进行塑料尾门设计。以竞品车型尾门性能为设计目标,通过有限元分析方法进行塑料尾门的性能分析,并通过结构优化设计来满足不同工况需求。根据设计方案试制了塑料尾门样件,对其分别进行了自由模态、刚度和抗凹试验,结果表明塑料尾门样件各项性能满足要求,从而为塑料尾门的开发利用提供参考方向。     

基于改进图分解法的多材料车身结构优化设计方法

针对概念设计阶段的车身结构轻量化设计,提出了一种可实现车身多材料结构设计的分层迭代优化方法。该优化方法的设计变量中,除常见的板厚、材料外,还包括装配设计中的拓扑连接,以实现“将合适的材料用在合适的部位”的要求。分层迭代优化的第1层以拓扑连接为设计变量,采用图分解和NSGA-II对车身装配拓扑结构进行多目标优化,最大化车身弯扭刚度和1阶固有频率;第2层对板厚和材料进行多目标优化,最小化车身质量和材料成本。最终采用基于模糊集合的评分公式选定综合最优解,实现了考虑成本的车身结构轻量化设计。     

基于拓扑优化的纯电动大客车车身骨架轻量化多目标优化设计

为了在满足性能要求的前提下有效降低纯电动大客车车身骨架结构质量,减少客车行驶阻力,节省电耗、提高续航里程,进而提升整车的性能品质和市场竞争力,对客车车身骨架进行了轻量化多目标优化设计。建立了某纯电动大客车车身骨架结构的有限元模型,以客车车身骨架总柔度最小为目标,设计区域的体积为约束条件,设计区域各单元的相对密度作为设计变量,对车身结构的车顶骨架、车底骨架和左右侧围骨架进行了拓扑优化设计,并根据拓扑优化结果提取出了大客车车身骨架的拓扑结构。通过相对灵敏度分析,从21个设计变量中确定出13个对车身骨架性能不敏感但对减重较敏感的设计变量,然后以车身骨架质量M最小、一阶扭转频率Ft和弯曲频率Fb最大作为目标,以弯曲和扭转工况下车身骨架结构的静柔度Cb和Ct小于给定值作为约束条件,以相对灵敏度分析确定出的13个壁厚参数作为设计变量,用尺寸优化方法和多目标遗传算法(MOGA)对大客车车身骨架结构进行了轻量化优化设计,并在4种典型工况下对优化前后的大客车车身骨架结构的静、动态性能进行了分析对比。结果表明:所建立的纯电动大客车车身骨架拓扑优化方法、相对灵敏度分析方法与轻量化多目标优化设计方法有效,在满足大客车车身骨架结构性能要求的前提下,实现减重303kg,减重率为11%,轻量化效果显著。     

锂电池热管-液冷板式冷却结构多目标优化

为满足锂电池成包后的温度一致性需求，本文提出一种基于热管与液冷板的复合冷却结构。利用数值模拟对液冷板内两种不同流道（流道Ⅰ和流道Ⅱ）的冷却性能进行对比，结果表明流道Ⅱ的冷却性能更优；采用正交试验法筛选出4个对流道Ⅱ冷却性能影响较大的结构因素作为设计变量，以电池组温差和冷却液压降为目标函数，建立设计变量与目标函数之间的Kriging代理模型并采用NSGA-Ⅱ遗传算法进行寻优。与初始结构相比，优化后的流道II对应的电池组温差和冷却液压降分别降低了10.52%和50.14%，而电池组最高温度仅升高了0.68%。本文的方法和结论可为热管式锂电池冷却结构的设计与优化提供借鉴。     

基于CAE技术的两阶段结构优化设计方法

利用CAE技术，对一受集中荷载作用的矩形板依次进行拓扑设计和尺寸优化的计算与分析，最后得到给定条件下的合理结构。研究结果表明，拓扑优化与尺寸优化相结合的结构系统优化设计方法，是解决具有较少目标的结构优化问题的一种有效方法。     

某车型尾门扭转刚度优化分析

针对某车型尾门扭转刚度不满足目标值问题,通过CAE分析手段,寻找改善关键点,并通过优化封板区域结构框架分布,改善扭转刚度值,并满足目标值。在这个过程中,寻找到一些对尾门扭转刚度影响较大的因素,为后续车型尾门内板结构设计提供有力的参考,减少走弯路的时间,提高设计效率。     

汽车悬架控制臂的可靠性拓扑优化

本文中基于变密度法,建立了具有可靠性约束的连续体结构拓扑优化模型,以结构设计区域体积最小化为目标函数,对某一汽车的悬架控制臂进行带解耦格式的可靠性拓扑优化。首先,根据一次可靠度法中可靠性指标的几何意义寻求满足目标可靠性指标约束的设计点;然后,依据随机变量的灵敏度信息将随机变量修正为确定性变量;最后,将问题分解为可靠性分析和等价的确定性拓扑优化两个独立子问题,进行确定性可靠性拓扑优化,并以某一汽车的悬架控制臂为例,验证了所提算法的有效性。结果表明:与确定性拓扑优化相比,带解耦格式的可靠性拓扑优化可获得更加可靠的拓扑优化构型,可最大限度地满足经济性和安全性的设计要求。     

基于有限元法的五座观光车车架分析及优化

以电动观光车为对象,利用SolidWorks软件建立三维模型,导入到WorkBench软件中,完成网格的划分。从静力学分析入手,分析车架结构的应力、总变形情况。建立多目标拓扑优化模型,在ANSYS中对车架进行拓扑优化。结果表明:优化后的车架在满足强度的要求下,车架应力和变形都有所改变,车身的重量减少,满足设计要求。     

基于HyperWorks冷却模块支架有限元分析与拓扑优化

本文基于Altair OptiStruct的拓扑优化功能,通过对某型号汽车冷却模块支架进行研究,以有限元分析软件Hyper Works9.0为工具,达到降低板壳单元结构关键部位应力的目标,优化设计出满足要求的支架结构。计算结果表明,优化后的支架有效地改善了关键部位的应力,提高了整个冷却系统的耐久性能,满足设计要求。     

商用车驾驶室白车身焊点缩减拓扑优化研究

为某一商用车驾驶室白车身建立了以固有频率为约束条件,焊点体积最小化为目标的优化模型.利用有限元法进行结构拓扑优化,根据灵敏度分析得到的每个单元对结构性能的贡献来决定有限元单元的保留或删除.通过拓扑优化,驾驶室白车身焊点数目大幅度减少,获得了满足设计要求的焊点的重新分布.对比优化前后仿真分析结果表明,文中所建模型及分析方法是合理而有效的.     

结构拓扑优化方法与桥梁概念设计

基于密度惩罚法提出了一种的连续体结构拓扑优化问题的优化准则算法.以结构的柔度最小化作为优化的目标函数,论述并建立线弹性结构的静力学拓扑优化设计的数学模型和设计变量显示的迭代格式.通过在桥梁概念设计中进行应用,得到了满意的优化结果,表明该算法具有较好的收敛性和应用价值.     

一种新的汽车尾门气弹簧辅助支撑系统的快捷计算和设计方法

文章通过建立汽车尾门气弹簧辅助支撑系统的数学模型,利用excel办公软件编制针对汽车尾门气弹簧辅助支撑的计算系统,采用程序化设计方法,使计算系统文件直接读取3D软件中支撑系统初步方案的信息,并在计算系统中按照设计目标的要求,完成初步方案的结构优化,将优化方案重新导入3D软件中,最后利用3D软件的二次开发成果,在3D软件中一键完成支撑系统细部结构的自动设计,整个过程快捷、准确、科学。     

基于拓扑优化的某重型车桥桥壳轻量化设计

对某重型车桥桥壳在设计工况下的静强度性能进行了有限元分析,并对该桥壳结构进行了轻量化设计。采用拓扑优化方法,以初始设计作为优化的基结构,以重量最轻为目标函数,以结构的静强度性能为约束条件,进行了优化迭代计算。轻量化设计后,减轻了桥壳的重量,且轻量化结构满足强度要求。     

基于拓扑优化的某重型车桥桥壳轻量化设计

对某重型车桥桥壳在设计工况下的静强度性能进行了有限元分析,并对该桥壳结构进行了轻量化设计.采用拓扑优化方法,以初始设计作为优化的基结构,以重量最轻为目标函数,以结构的静强度性能为约束条件,进行了优化迭代计算.轻量化设计后,减轻了桥壳的重量,且轻量化结构满足强度要求.     

基于python程序设计的发动机舱盖多学科联合优化

以某SUV车型为研究对象,对发动机舱盖进行优化设计。采用基于python语言的二次开发技术,建立了发动机舱盖的参数化模型。选取发动机舱盖内板加强梁拓扑结构形式的变化、内板横梁的移动、纵梁的移动作为设计变量,以发动机舱盖模态、刚度为约束条件,以重量及行人头部保护性能为优化目标,建立各项性能指标的径向基神经网络近似模型,采用非支配遗传算法对发动机舱盖进行多学科联合优化,在保证各项性能满足要求的前提下,获得了发动机舱盖的最优结构。     

基于性能要求的汽车尾门轻量化设计研究

文章以某车型的尾门为研究对象,基于等性能原则,将传统钢材质的尾门内外板替换为塑料材质,并对其结构进行设计更改,利用Hypermesh软件对塑料尾门的性能进行有限元仿真分析,在实现刚度等性能目标的同时实现尾门的轻量化设计,最终尾门实现减重37%。     

结构优化在内饰轻量化设计中的应用

运用CAE分析,采用拓扑优化和尺寸优化两种结构优化手段,提供了一种全新汽车内饰设计方法。在某车型项目中应用此法有效控制了副仪表板等内饰零件的重量,并减重10%~20%左右。还建立了一项内饰零件通用的减重优化流程,并可将其推广应用到其它内饰零件上,满足了整车经济性设计的要求。     

油气弹簧独立悬架横臂拓扑优化设计

针对重型特种车独立悬架系统双横臂结构,通过建立整车多体动力学模型,计算得到上、下横臂在3倍垂直载荷、侧翻和紧急制动工况下的受力。在此基础上,借助Optistruct拓扑优化软件,基于变密度法对上、下横臂结构展开了以体积分数(质量)最小为优化目标,结构位移为约束的拓扑优化设计分析,并对拓扑优化后的上、下横臂结构进行强度校核和跑车试验验证。结果表明,在结构强度和可靠性满足设计要求的条件下,拓扑优化后上横臂结构减重10%,下横臂结构减重7.9%,取得较好的轻量化效果并且降低了制造成本。