基于正面碰撞安全性的增程式纯电动汽车车身轻量化研究

以增程式纯电动汽车为研究对象,在保证其正面碰撞安全性的前提下,对其车身与关键零部件进行轻量化设计,设定了优化目标函数。对整车一阶模态对主要零部件厚度的敏感性进行分析,选取对于一阶模态影响较大的车身零部件进行轻量化设计,并建立车辆正面碰撞有限元仿真模型。通过对比轻量化设计前后白车身的弯曲模态和扭转模态,预测轻量化设计后的增程式纯电动汽车的正面碰撞安全性能。经实车碰撞试验,验证了轻量化设计后的增程式纯电动汽车具有良好的正面碰撞安全性,轻量化水平在同类车型中处于中等水平。     

LFT-D汽车备胎舱的开发

为解决传统汽车备胎舱成型工艺复杂、模具成本高、质量大的问题,选取LFT-D材料进行轻量化开发。通过合理选择零件壁厚、增加凸台、合理布置加强筋以保证刚度和强度;同时集成备胎支架、备胎舱阻尼垫、后保险杠安装支架、防石击涂层等零件,实现功能整合,减少零件数量;同时选用聚氨酯胶粘剂实现备胎舱与白车身的连接。通过性能分析,确保产品满足刚度、模态和强度要求。试验结果表明,该LFT-D备胎舱满足产品性能要求,LFT-D材料可替代钢材实现汽车备胎舱的轻量化开发。     

早期开发阶段白车身轻量化方法研究

为满足车身轻量化需求,提出一种在开发早期阶段进行白车身轻量化的方法,以控制车身性能与质量。通过考虑多工况下的白车身载荷传递路径,布置车身结构形式;结合隐式参数化建模技术,搭建全参数化白车身模型,从结构替换寻优方面提升车身性能,从断面尺寸优化及零部件厚度优化方面降低车身质量。通过在某SUV车身设计中应用此方法,在确保模态刚度性能满足要求的前提下,实现车身减重27kg,为白车身后期的详细设计提供了合理的基础结构。     

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。     

基于灵敏度分析的白车身轻量化设计

以某轻型客车的白车身为研究对象,建立白车身有限元模型,并使用模态实验验证了模型的准确性,对该车身进行灵敏度分析,以车身结构件的钣金件料厚作为设计变量,分析车身前两阶整体模态频率相对于料厚的灵敏度,找出对车身动态特性影响明显的零部件,并根据车身灵敏度对结构部件进行优化改进。     

螺旋肋GFRP筋与UHPC黏结强度试验及计算方法

为研究螺旋肋GFRP筋与UHPC黏结强度，以钢纤维掺量、保护层厚度、锚固长度及GFRP筋直径为试验参数，对60个螺旋肋GFRP筋与UHPC试件展开拉拔试验，获得了各参数对GFRP筋与UHPC黏结强度的影响规律。结果表明：GFRP筋UHPC试件的拔出破坏主要呈现直接拔出和劈裂拔出2种模式，直接拔出破坏主要出现于钢纤维掺量≥2%且保护层厚度较大的试件中；在不同参数情况下，直径18 mm及22 mm GFRP筋与UHPC黏结强度为19.6～53.7 MPa,同时黏结强度整体上随钢纤维掺量及保护层厚度的增加而增大，随锚固长度的增加而减小；当UHPC钢纤维掺量从0%增加至2%时，GFRP筋与UHPC黏结强度提高幅度达71.4%～74.1%,但钢纤维掺量由2%增加至3%时，出现黏结强度增长减缓甚至不增长现象；保护层厚度对黏结强度的增强作用存在“上限效应”,即当其小于临界保护层厚度时，黏结强度随保护层厚度增加而增长，但当其大于该临界值，增强作用显著减弱；直径18 mm、锚固长度1倍直径的GFRP筋在UHPC中的临界保护层厚度约为3倍直径。基于弹塑性力学中的厚壁圆筒理论，建立了GFRP筋与UHPC黏结...     

某SUV车身电子稳定系统支架轻量化设计

为了获取某SUV车身电子稳定系统支架的性能,首先基于Hypermesh软件建立其有限元模型,然后对其进行重力场强度分析,分析结果表明其应力均低于材料屈服。再采用Nastran软件对其进行模态分析,分析结果表明其前两阶固有频率均高于外界激励频率。最后采用Isight软件其进行优化轻量化设计,得到了最优的支架厚度值,优化之后其强度性能和模态性能均符合要求,并且顺利通过了台架试验和道路耐久试验。     

发动机悬置支架模态提升与轻量化设计

发动机悬置支架是动力总成系统中的重要零部件,对于汽车的NVH性能有着重要影响.文章基于某款皮卡车的动力总成悬置车身端支架一阶模态频率不达标的问题,提出优化方案,通过拓扑优化对结构进行减重分析,优化后车身端悬置支架结构不仅模态频率达到了设计要求,还实现了该悬置支架的轻量化设计.计算结果表明了本分析优化方法的有效性,该研究...     

基于全景天窗局部模态的车身结构优化研究

通过研究车身结构优化方案改善全景天窗局部模态,从局部模态云图分析和传力路径着手,通过虚拟仿真验证分析,整理出通过天窗加强板厚度优化、天窗加强板形貌优化、顶盖钣金搭接优化、腔体断面优化4个途径优化车身结构的方法,使全景天窗局部模态得到提升,避免全景天窗车型出现Booming共振异响及车内噪声问题。     

基于刚度和模态性能的轿车车身轻量化研究

以某型轿车为例,建立车身的有限元模型,应用以灵敏度分析为基础的修正可行方向优化算法,在保证车身刚度和模态性能不降低的前提下,以车身结构质量的最小化为目标,优化车身零件的厚度,从而实现车身结构的轻量化,车身减轻的质量为原来的6.22%,车身结构的弯曲和扭转刚度也都获得不同程度的提高,主要模态频率变化在1Hz以内。     

基于模态方法的车门动态特性研究

基于理论和试验模态分析,对某新开发轿车车门进行了动态特性研究.通过对比车门理论模态和试验模态的固有频率和振型,验证了理论模型的正确性.综合考虑整车激励频率及车门和白车身共振可能性,以车门模态频率为优化目标,各板件厚度为设计变量,优化了车门的动态性能,使车门在增加少许质量和减少下沉量的同时,各阶固有频率值均较好地避开了整车激励频率和白车身固有频率.     

基于灵敏度分析的轿车车身质量优化研究

以某型轿车为例,建立车身有限元分析模型,对模型进行了试验验证。综合考虑零件厚度对车身质量与刚度的影响,利用灵敏度分析方法确定优化设计变量。以白车身质量最小为目标函数,在保证车身刚度和模态性能的前提下,进行车身质量优化。在车身质量减轻了6.25%的同时,车身刚度和主要模态频率也获得了不同程度的提高。     

基于Optistruct的某汽车悬架上控制臂的尺寸优化设计

采用Optistruct的优化算法,对控制臂的厚度和截面进行二次优化设计,在保证其结构强度和包络空间满足要求的同时,将其厚度由8mm减少到3mm,实现了该控制臂的轻量化设计要求.本文提出的尺寸优化设计方法可为汽车其他零部件的轻量化设计提供参考.     

基于isight响应面模型的白车身轻量化研究

在保持车身结构性能不变的情况下,对白车身进行灵敏度分析,根据灵敏度分析结果,选取58个零件厚度作为设计变量,在isight中采用优化拉丁超立方方法对样本采样,对白车身弯扭刚度及1阶扭转模态进行分析,采用1阶响应面方法建立白车身弯扭刚度、1阶扭转模态及质量近似模型,近似模型拟合优度值R2均大于0.9,具有高可信度,最后通过近似模型优化方法 SQP(Sequential Quadratic Programming,序列二次规划法)完成白车身减重。优化后的弯扭刚度及1阶扭转模态都达到设计要求,在材料不变的情况下,质量减轻约23.6kg;基于isight多学科优化方法结合相应有限元分析软件在车身减重方面具有很好效果。     

某工程车车身轻量化设计方案研究

文章以进行轻量化改装设计的某工程车为研究对象,建立了工程车的白车身有限元模型,并对其进行模态仿真和弯扭工况仿真分析。仿真结果表明车身性能满足轻量化设计的要求。在此基础上,选取99个重要车身零部件,仿真分析其对车身性能的影响程度,在综合考虑生产实际和价格成本的基础上,制定并验证轻量化设计方案。     

轿车白车身试验模态与计算模态相关性分析

以某车型白车身为研究对象进行模态试验,确定了其模态参数.建立白车身有限元模型,计算了其自由模态.通过白车身模态试验结果和计算结果对比可知,二者相关性较差.对计算模型进行灵敏度分析,确定以车身钢板厚度为修改参数修改白车身模型,修改后模型计算结果与试验结果一致性较好,可作为后续NVH仿真分析的基础模型.     

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.     

某宽体自卸车驾驶室白车身的仿真分析

为了优化某宽体自卸车驾驶室的设计,对不同载荷工况下的白车身强度、刚度及一阶自由 模态进行了计算机辅助工程(CAE)有限元仿真分析,确定了各种工况下的应力分布。着重分析了应 力集中的位置及其最大应力,并与该位置材料的屈服强度进行对比。分析结果表明:该白车身刚度远 超目标值,完全满足设计要求;白车身的一阶自由模态频率偏离发动机怠速频率区间3Hz以上,可有效避免共振发生。分析结果可为宽体自卸车驾驶室白车身的结构设计及改进提供参考。     

刚度、强度与频率约束下的白车身板厚尺寸优化

全面地考虑了刚度、强度与频率约束,对某轿车的白车身结构进行轻量化设计。首先根据工艺要求对白车身结构进行了组件化建模,选取了关键的82个组件,每个组件中的板单元的厚度相同。其次在静态弯扭工况与自由模态工况下对车身结构进行了有限元分析。然后以质量最小为目标,以弯扭刚度、应力和前3阶固有频率为约束条件,板厚为设计变量,建立了白车身结构优化模型。最后采用序列线性规划进行非线性优化,取得了良好的轻量化效果:白车身质量减轻34.6kg,减轻率达11.4%。     

基于NVH性能提升的客车白车身结构优化设计

本文以某轻型客车白车身为研究对象,通过对车身结构的优化设计,改善在高速行驶时的车身振动问题。在有限元准确建模的基础上,对车身立柱、后围框及地板横梁进行结构优化设计,通过模态灵敏度分析,对板厚进行优化,一阶模态频率从12.01Hz提升到17.30Hz,同时车身质量由823kg减到720kg。最后通过白车身模态试验验证了优化方案的合理性及准确性,实现模态提升的同时,降低了白车身质量。