基于结构优化的混合动力轿车电池包模态特性改进

建立某混合动力轿车电池包结构有限元模型,进行模态分析,根据分析结果对电池包结构进行拓扑优化.参考优化结果,提出了3种优化方案,根据此方案进行结构更改.更改后,结构1阶模态频率提升到24.5 Hz.然后对该结构进行尺寸优化分析,得到最优的厚度分布.最终优化后,电池包结构1阶模态频率由6.4 Hz提升到30.1 Hz,经强度分析验证,新结构满足设计要求.     

拓扑优化在电驱变速箱悬置支架设计中的应用研究

模态频率是悬置支架设计过程中的重要设计参数。悬置支架模态频率的高低,对于电驱变速箱及其所在的新能源汽车的NVH性能有重要影响。本文以某电驱变速箱的悬置支架模态设计为例,以柔度为优化目标,以模态频率、体积为约束条件,利用拓扑优化方法对悬置支架的设计进行了优化,提升了其模态频率值。其中第一阶模态频率值由优化前的360Hz变为优化后的504Hz,提高了40%,优化效果明显。     

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.     

某汽车发动机护板的有限元分析及优化设计

以某型汽车发动机护板为分析对象,采用CATIA软件建立汽车护板模型;以有限元分析软件Hyper Works为平台,对护板进行模态分析,并应用Opti Struct软件对护板进行形貌优化,选择1阶频率最大化作为目标函数,并满足护板刚度和强度的约束条件。根据优化的分析结果,将其与加工工艺结合在一起,布置下护板加强筋,并对优化方案进行模型验证,结果显示发动机护板的1阶频率提高了29.96%,优化效果良好,避开了发动机的激振频率,为发动机护板设计加强筋提供了新的方法。     

基于结构优化的商用车驾驶室模态特性改进

建立了某重型商用车驾驶室的有限元模型,进行了计算模态分析,并对驾驶室结构进行了拓扑优化.根据优化的结果,提出了3种改进方法,并通过比较,选用增添加强板的改进方案.然后对新增的加强板厚度进行尺寸优化.最终的结果表明,结构优化后,驾驶室1阶模态频率由17.952Hz提高到了22.200Hz,弯曲刚度和扭转刚度也都有改善.     

微型客车轰鸣噪声源的识别与控制

本文对某前置后驱微型客车在发动机转速为1 700r/min附近时后排座的轰鸣噪声开展研究。首先基于传递路径分析,对车内噪声和传动系统关键零部件振动特性进行实车测试。根据测试结果对轰鸣噪声源进行识别,确定该车内轰鸣噪声系由后悬架横向稳定杆频率为56Hz的2阶弯曲模态与发动机激励耦合引起。接着,以横向稳定杆模态频率与发动机激励频率隔离为目标,采用有限元法对该零件结构进行优化。结果表明,改用O形截面结构可将横向稳定杆的2阶弯曲模态频率提高至70Hz。最后经实际制造改进的横向稳定杆装车试验,证实发动机在1 700r/min转速附近后排座的轰鸣噪声得到有效控制,并满足主观评价要求。     

柴油机敲击异响声源识别与控制

本文对某4缸柴油机在1000~3800r/min转速范围内产生的敲击异响展开研究。首先对发动机整机进行噪声测试,根据测试结果对异响噪声源进行了阶次分析和小波分析,判断该发动机异响是由于曲轴存在328.1Hz的弯曲模态,在受到曲柄连杆机构运动激励后,产生的结构噪声传递到机体表面,主要由前端罩盖等部件向外辐射引起。接着,对传递路径进行优化,以正时罩盖模态频率为优化目标,将正时罩盖一阶模态频率由330.7Hz提高至449.9Hz。最后,将改制样件安装到发动机进行试验验证。验证结果表明敲击异响在250~400Hz频率范围内的声能量平均降低了3.6dB,在1000~3800r/min转速范围内,250~400Hz频段下的噪声总值平均降低了2.4dB,同时满足了整车的主观评价要求。     

基于OptiStruct的某电瓶箱支架优化设计

文章基于Opti Struct软件对某汽车电瓶箱支架进行了拓扑形貌联合优化及尺寸优化,并对优化前后的一阶模态频率、最大应力以及质量进行对比。结果表明,优化后结构的一阶模态频率与原结构相等,最大应力增加5%,但仍处于安全许用范围内,优化后电瓶箱质量比优化前减小23.6%,减重效果明显。     

轻卡货箱静动态性能分析

为了获取某轻卡货箱的静动态性能,采用有限元方法和Hypermesh软件对货箱的四种典型工况进行强度分析,强度性能分析结果表明其最大应力低于其材料许用应力,能够满足强度设计要求。自由模态分析结果表明其一阶扭转频率和一阶弯曲频率分别为8.8Hz和33.6Hz,有效地避开了发动机怠速频率,满足模态设计要求。刚度分析结果表明其扭转刚度值为2.48E+4N*m/rad,大于目标要求值,能够刚度设计要求,因此其静动态性能均满足要求。     

基于形貌优化的动力电池上盖模态优化

动力电池上盖模态直接影响到整车噪声、振动与声振粗糙度（NVH）性能及结构耐久性能,为了提升动力电池上盖模态性能,通过形貌优化方法对上盖进行了结构优化。基于求解器MSC.Nastran对动力电池上盖的模态进行了分析,根据分析结果,利用形貌优化法对重点关注的第1阶模态进行了优化,通过改变上盖结构特征,使得上盖第1阶模态由9.6 Hz提升至25.61Hz。结果表明,形貌优化技术能够有效提升动力电池上盖模态性能,为动力电池上盖优化设计提供了参考。     

基于Morph网格变形方法的白车身模态优化

白车身模态是影响汽车振动噪声性能优劣的重要因素,在车身CAE仿真设计阶段,白车身模态频率是最为重要的优化指标.以白车身前端横摆模态性能优化为例,通过灵敏度分析确定关键结构位置,利用Morph网格变形方法将关键结构的截面参数化,采用序列二次规划算法进行数值迭代优化;经过12步迭代,白车身前端横摆模态频率提升3.06 Hz,同时1阶弯曲模态、1阶扭转模态和白车身重量3个响应得到了有效的约束控制;结果表明,该方法可以对白车身模态性能实现高效、有针对性的优化设计.     

多目标遗传算法在车身动态性能优化中的应用

建立了某SUV白车身有限元模型,对车身静态刚度和模态分布进行优化,改善了白车身的振动性能。通过灵敏度分析筛选白车身关键部件的厚度并将其作为优化变量,以车身的扭转刚度和质量作为目标,建立其径向基函数模型,将静态刚度、车身1阶扭转和1阶弯曲模态频率作为约束条件,并利用多目标遗传算法对车身性能进行优化。试制了优化后白车身关键部件,并进行模态试验,验证了优化结果的正确性。优化后在总质量增加0.55%的情况下,提升了车身整体刚度,改善了模态频率分布,后排左、右侧座椅安装点的传递函数峰值分别下降了47.50%和49.37%,极大地改善了车身振动性能,为整车NVH性能的提升打下良好基础。     

基于模态灵敏度分析的商用车驾驶室结构优化

建立某商用车驾驶室壳单元有限元模型,进行数值与实验模态计算及相关性分析。为提高驾驶室整体1阶扭转频率,结合门框区域的梁单元模型,建立驾驶室梁壳混合有限元模型;进行基于梁截面力学特性的模态灵敏度分析,获得灵敏梁单元组件,进而找出壳单元有限元模型的对应灵敏区域,对其进行形貌优化,借以指导构件截面尺寸优化,获得结构最优方案,该方案提高了驾驶室的1阶扭转频率。对比分析表明,优化结果及优化分析方法合理有效。     

基于灵敏度分析的SUV白车身优化设计

采用Hypermesh软件建立某SUV白车身有限元模型,通过Radioss对该模型进行自由模态分析计算;利用Optistruct对该模型的部分板件进行灵敏度分析,并以计算结果为依据,对白车身进行尺寸优化,在保证质量基本不变的情况下,提高一阶模态的频率。     

双模式TBM刀具破岩试验台有限元仿真分析

为获得双模式TBM刀具破岩试验台的振动特性，并以此对试验台的结构进行优化，采用ANSYS Workbench仿真软件，通过对预应力下的模态分析完成对试验台在工作状态下的数值模拟分析，得到试验台前8阶固有频率和振型，以体现其结构特性；然后使用模态叠加法对试验台进行谐响应分析，得到位移-频率响应图和应力-频率响应图。研究结果表明： 试验台的最大响应频率为145.47 Hz，能够验证试验台结构的抗振性能，并为试验台的下一步结构优化提供依据。     

轿车白车身隐式全参数化建模与多目标轻量化优化

利用SFE-Concept参数化设计软件,建立了某轿车白车身隐式全参数化三维几何模型,在此基础上建立了参数化白车身的有限元模型,计算分析了其低阶固有振动特性和白车身的扭转与弯曲刚度,并通过试验验证了分析结果的有效性。利用相对灵敏度分析方法选出66个白车身零件板厚作为轻量化设计变量,以白车身的总质量、扭转和弯曲刚度为优化目标函数,白车身的1阶弯曲和1阶扭转模态频率为约束条件,利用遗传优化算法对白车身进行了多目标轻量化优化。结果表明,轻量化后的白车身1阶扭转频率和1阶弯曲频率的变化均小于1%,虽然扭转刚度降低了4.5%,弯曲刚度降低了1.8%,但仍满足设计要求。而在不改变用材的情况下,白车身总质量降低了19.4kg,即减轻了6.4%,取得了明显的轻量化效果。     

关于某动力总成悬置支架的优化设计

本文针对某动力总成悬置系统NVH性能道路试验中,全油门缓加速工况受发动机频率激振影响,某悬置主动侧支架发生共振,导致在260Hz左右产生车内结构噪声的情况,采用hypermech-nastran有限元软件建立该悬置支架的有限元模型对其模态进行分析,并根据模态分析结果对该悬置支架设计优化。最后通过道路试验结果验证悬置支架结构设计优化的正确性,可使整车在全油门缓加速工况260Hz附近的振动和车内噪声明显降低。     

矿车驾驶室的模态灵敏度分析及其结构优化

利用HyperMesh建立矿用自卸汽车驾驶室结构有限元模型,用NASTRAN作模态分析;而后结合OptiStruct分析有限元模型结构部件的模态灵敏度,寻找模态频率变化敏感区域,以提高一阶模态频率为目标对其进行结构优化,改善振动特性。     

某SRV发动机罩模态分析及频率优化研究

建立了某SRV发动机罩的有限元模型,利用MSC.Nastran有限元软件分析了该发动机罩的自由模态,得到了其各阶振动频率和振型.与路面激励频率、发动机激励频率、白车身固有频率进行了对比,指出了其中可能存在共振的频率,并提出了以壳单元厚度为变量、1阶和3阶固有频率为约束条件、系统质量最轻为优化目标的频率优化方案.结果表明,优化后发动机罩前3阶固有频率能有效地避开共振频率     

基于Optistruct的压缩机支架优化设计

为了提高压缩机支架的NVH性能,文章采用有限元的方法对某发动机的压缩机支架进行优化分析,使用Optistruct软件对支架重新设计,根据优化结果进行圆滑过渡,并且考虑了降低质量以及增加刚度的目的,对支架结构较多的部分进行挖空处理,使支架结构形成一系列的加强筋,改善支架的刚度,提高支架的1阶固有频率.通过对结果的分析发现,不仅使支架质量减小了0.04 kg,而且支架的1阶模态频率也提高了77.7％,提升了发动机的NVH性能.