基于机构运动学的多连杆悬架下控制臂优化

为实现某多连杆悬架下控制臂的轻量化设计,结合机构运动学和有限元优化方法,通过运动包络技术获得下控制臂的初始设计域,综合运用拓扑优化和尺寸优化技术确定下控制臂的优化设计方案。通过典型工况强度校核以及样车可行性与可靠性试验综合验证,实现了满足运动空间和强度要求下控制臂的正向设计。文章提出的优化设计方法能够为汽车悬架零部件的轻量化设计提供参考。     

基于铸铝工艺的悬架下控制臂可变壁厚优化设计

以采用铸铝工艺成型的汽车悬架下控制臂为研究对象,基于Opti Struct尺寸优化与CATIA曲面建构方法,开展可变壁厚悬架下控制臂的优化设计,并通过仿真分析与实车试验验证方案的可行性与可靠性,实现下控制臂的轻量化设计。本文提出的可变壁厚优化设计方法可为汽车其它零部件的轻量化设计提供参考。     

轿车悬架控制臂参数化建模及轻量化多目标优化设计

提取了汽车在加速、制动、稳态回转和最高车速行驶4种工况下前悬架控制臂的载荷,建立了控制臂的拓扑优化分析模型。以控制臂质量最轻、最大变形最小为目标函数,以控制臂的1阶弹性模态频率不低于轻量化前的频率及控制臂最大米塞斯应力小于材料的许用应力为约束条件,以控制臂参数化模型的11个参数为设计变量,建立了控制臂轻量化多目标优化设计数学模型。用第二代非劣排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对控制臂进行轻量化多目标优化设计结果表明,在保持控制臂低阶固有振动特性、强度和刚度基本不变的条件下,轻量化后控制臂质量从2.62kg减少到2.21kg,减重15.6%,轻量化效果明显。     

汽车悬架控制臂的拓扑优化与性能计算

建立了含有球铰和衬套的汽车悬架控制臂优化设计模型,利用拓扑优化技术对悬架控制臂进行了优化设计.论述了对控制臂拓扑优化时,其优化空间的确定和载荷工况的确定方法.根据优化结果,设计了控制臂.对该控制臂的应力、固有频率和刚度进行了计算.结果表明,建立的控制臂优化模型较真实地描述了控制臂的工作特性,优化结果更符合实际情况.     

概念车身梁截面厚度优化设计

为了实现在概念设计阶段优化设计车身复杂梁截面厚度,建立了梁截面几何属性和PSO优化算法,并基于UG/OPEN平台开发了梁截面设计和梁截面厚度优化模块,实现了多约束条件下车身梁截面厚度的优化设计。针对某一具体车型进行了概念车身梁截面厚度优化设计,使优化目标车身质量实现了轻量化,同时改善了模型弯曲刚度和扭转刚度。     

控制臂耐久闭环对标

耐久性能是汽车结构轻量化的关键约束指标之一。文章以控制臂作为研究对象,运用疲劳分析理论,进行耐久设计和验证闭环研究。通过虚拟仿真方法设计带缺陷特征的控制臂,预测控制臂的寿命,再通过台架试验进行闭环对标验证。结果显示,虚拟仿真与台架试验失效的位置和寿命结果一致。闭环对标固化了分析方法,积累了快速对标经验,为后续基于耐久性能的轻量化设计奠定了坚实的基础。     

基于ANSYS及灵敏度分析的客车结构轻量化设计

电动客车发展迅速,社会对电动客车的需求日益增加。客车满载时对动力需求高,电池组的数量多,车身总质量偏大,导致电池损耗加快,客车行驶里程降低。优化车架的结构设计,实现轻量化是延长电池使用寿命、提高行驶里程的有效途径之一。为达到某型电动客车在满足各工况强度要求的前提下实现轻量化的目的,选取4种典型工况,包括匀速直线行驶工况、弯扭工况、紧急制动工况和紧急转弯工况,建立了客车车身结构的有限元模型。由ANSYS Workbench分析计算得到了4种不同工况下的应力、变形。以有限元分析结果为依据,对车架进行了优化设计。根据优化设计理论,以车身质量最小为目标函数,以构件厚度为设计变量,以底架应力和扭转刚度作为设计约束,利用NASTRAN软件计算了车架刚度对关键构件厚度的灵敏度。对刚度相对灵敏度较低的部件进行了轻量化设计,如将车门支撑部件、车架侧围等部件型材厚度由3 mm减薄至2 mm,对刚度相对灵敏度较高的部件进行了加厚处理,如将车架主要受力部件厚度由4 mm加厚至5 mm,以此来提高整车的扭转性能,提出了较为合理的车架轻量化设计方案。更新了优化后的车架模型,再利用有限元分析对比了优化前后最大应力及变形结果。经对比分析,在满足各工况强度要求的前提下,整车质量下降52 kg,车架质量降幅达2%。     

自卸车举升机构三角臂轻量化设计研究

应用虚拟样机技术和拓扑优化技术,对自卸车举升机构三角臂进行了轻量化设计和可制造化设计研究,建立了基于整车的参数化仿真分析模型和15个工况点的拓扑优化设计模型,使得结构重量明显降低,提高了企业的经济效益。     

复合材料重型车车架结构的优化设计

对复合材料重型车车架进行了优化设计研究，以复合材料车架重量为目标雨数，分别建立了以车架纵梁复合材料铺层厚度为设计变量的优化模型和以复合材料铺层角度及厚度为设计变量的优化模型。优化结果表明，从现代复合材料的应用与复合材料结构优化设计两方面入手进行汽车大型承载部件的轻量化研究，是非常有效的方法。     

某乘用车备胎池的结构设计

零部件薄壁化现已成为汽车行业实现轻量化的一个重要的手段,备胎池作为汽车车身地板的主要零部件之一,其材料厚度也逐渐从0.8mm、0.7mm减薄为0.65mm,备胎池厚度的减少给零件的刚度、强度带来了巨大的挑战.而本文中提及的车型为紧凑型乘用车,其备胎池底部没有纵梁和横梁,其优化难度更加苛刻.通过对被备胎池的白车身自由模态...