基于workbench的UPS电源车承载平台的改进与拓扑优化设计

承载平台的刚度在电源车整车参数中非常重要,因而承载结构的改进是整车结构优化的重要内容。基于ANSYS Workbench分析承载平台的结构,得知原有结构刚度并不满足要求,应对其结构进行改进与拓扑优化设计,通过多组参数赋值从而得到多种优化方案,综合承载平台在一般工况下的承载方式,通过分析各个优化方案的结构,最终类比得到最佳结构优化方案。由本次承载平台的结构优化与分析的过程和结果,可将拓扑优化分析的方式类推到其他一些复杂模型,具有一定的参考价值。     

大客车车身与车架连接断面结构优化设计

针对某大型客车半承载式车身车架连接结构展开优化设计,通过结构拓扑优化,得到悬架前后关键截面的传力路径,并据此重构结构形式,再通过尺寸优化分析,确定相关结构型材的厚度尺寸,得到结构的优化设计方案;将优化方案代入整车骨架中,进行结构刚强度分析对比,则原始与优化结构设计方案整车骨架刚度性能相当,高应力区域强度有所改善,并实现...     

基于子结构拓扑优化的大客车耐撞性改进

提出了一种基于子结构拓扑优化的大客车车身骨架耐撞性改进设计方法。首先通过测试和仿真进行某承载式大客车耐撞性评价,分析车身结构变形的症结;提取前端驾驶区骨架为子结构,以其碰撞吸能量相同为等效条件,进行子结构耐撞性分析与改进;接着为控制子结构的局部失稳变形,以吸能盒碰撞力峰值为载荷条件,进行子结构空间区域拓扑优化,完成8组改进方案的对比分析,选取质量最轻的达标方案进行台车实验验证;最后将该方案导入整车结构中进行耐撞性改进验证。结果表明:整车的耐撞性得到有效提高。     

全承载大客车车架的拓扑优化设计

在某全承载大客车车架设计中,为了减轻车架质量、改进加强梁布局,对地板横梁、斜撑加强梁等结构进行了拓扑优化设计。在客车车架前后轴之间区域构建拓扑设计空间,以车身结构质量最小为优化目标,以整车扭转刚度不小于原设计方案为约束条件,建立拓扑优化数学模型,并采用遗传算法进行求解,获得了优化的拓扑方案。结合拓扑优化结果和安装要求,改进了车架的设计方案。改进方案与原方案比较,设计空间中的加强梁从9根减少为3根,整车扭转刚度提高150 Nm/(°),质量减少了20.8 kg,材料利用率(刚度增量与质量增量之比)提高了1.5倍。     

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。     

基于正向开发流程的车身轻量化设计

从概念设计阶段开始,通过隐式参数化建模的方法建立一个全参数化白车身模型,采用分步优化设计的方法,在保持对整车性能控制的同时,使轻量化设计贯穿整个过程。在不同阶段分别针对整车模态、弯扭刚度、碰撞性能和质量等指标进行优化。先后经过结构拓扑优化、车身尺寸优化、局部形状优化、零件厚度优化、碰撞性能优化,最终得到车身多个性能均满足要求时的最佳车身尺寸和轻量化方案。     

灵敏度分析在铸件优化设计中的应用

在铸件设计时一般都是先经过拓扑优化然后再进行结构设计,但拓扑优化无法得到确定结构的最优尺寸,仅能得到给定边界条件下的基本形式,因此在拓扑优化后如何进行详细尺寸设计对设计者要求较高,有时会设计出很多方案进行强度验证,且这些方案往往不是最优方案。在拓扑优化分析完毕后再加入灵敏度优化技术,可以快速得到满足设计要求且重量最轻结构的详细尺寸,大大提高了设计效率。     

基于拓扑优化的白车身扭转刚度性能设计

车身扭转刚度对整车操纵稳定性和NVH性能具有重要的影响,是车身设计的重点和难点。文章针对某车型白车身的扭转刚度性能提升设计,通过采用局部结构拓扑优化的方法,有效识别了提升性能的局部拓扑优化结构,以最少的重量增加实现性能最大化设计,并制作了实际加强方案,白车身仿真分析验证了方案的有效性。     

基于拓扑优化的某客车空气弹簧支座改进研究

针对某客车空气弹簧支座局部应力偏高问题,采用有限元分析和拓扑优化方法进行改进.应用最小二乘法对拓扑优化后多锯齿形边界进行曲线拟合,形成光滑的可加工边界.同时参考拓扑优化结果对塞焊孔进行改进设计,并将改进后的支座导入整车模型,进行CAE分析.结果表明,新结构最大应力和平均应力水平比原结构有明显改善,并使支座的质量减轻了18.6％.     

批量整车气味优化控制方案的研究

随着消费者对车内气味的关注度与日俱增,各大汽车主机厂越来越重视整车气味质量的提升工作。本文介绍了批量生产过程中整车气味的优化控制方案,包含气味问题的分析、优化措施的制定、优化效果的验证和优化成果的稳定等内容。通过实践验证,该方案可有效优化并稳定批量生产整车的气味质量。     

底盘下控制臂轻量化解决方案

汽车开发过程中,为能减少整车重量,使有限材料发挥最大性能,往往会涉及到轻量化以及拓扑优化。在满足汽车开发设计目标的同时,对零件提出合适的轻量化指导方案,有利于汽车制造成本节约及减少能源消耗。某车企在某车型研发初期,对车辆整备质量目标定义较为严格,对各零件轻量化设计提出了较高的要求。下控制臂是汽车底盘重要零件,通过拓扑优化方法,将下控制臂作为设计变量,使用有限元软件进行拓扑仿真,根据拓扑云图,结合控制臂不同位置的截面尺寸进行研究分析,提出较好的结构设计方案。     

大客车结构有限元分析及轻量化设计

建立了某型大客车结构有限元模型,验证了该模型的正确性。完成了整车振动模态、扭转刚度的分析。在此基础上,以壳单元厚度为设计变量,以1阶扭转频率和扭转刚度为联合约束函数,以整车质量最轻为目标函数进行结构优化设计。通过对整车刚度、模态和强度的分析与校核,表明该大客车轻量化方案满足性能要求,具有可行性。     

混合动力城市客车侧围骨架结构的二次拓扑优化设计

以侧围骨架设计区域的质量分数为约束响应,以带权重的多工况下最小整车骨架柔度为目标函数,运用SIMP方法对某款低地板混合动力城市客车的侧围骨架结构进行了详细的二次拓扑优化,并对侧围骨架结构进行了优化设计。相比优化前的侧围骨架结构,车身骨架最大应力值平均下降13.99%,结构减重9.78%,并通过了整车定型实验。     

基于有限元技术的汽车支架拓扑优化设计研究

用变密度法建立了结构拓扑优化数学模型,阐述了利用有限元法进行结构拓扑优化的过程。以汽车上某支架为例,在有限元软件Hypermesh中进行拓扑优化设计,并对优化结构进行了台架试验。试验结果表明,结构拓扑优化结果与载荷大小无关;基于有限拓扑优化方法得到的结构优化方案是合理的受力承载结构。     

基于正交试验的大型客车车身结构多工况拓扑优化研究

建立了某大客车车身骨架结构有限元梁单元模型,并进行了静态工况下的刚度和强度分析.分析结果表明,该客车车身结构局部刚度偏小,应力偏大.通过正交试验得到各子工况最优权重系数组合,以局部大应力区作为拓扑空间,以加权柔度为目标函数,约束拓扑空间的质量分数,进行多工况拓扑结构优化.优化结果表明,在质量略有增加情况下,该客车车身结...     

中型客车车架结构拓扑优化设计

分析了某中型客车车架静态性能,建立了3种车架拓扑优化概念模型.以质量最小为目的,讨论了车架概念模型在纯弯曲、扭转和弯扭组合工况下的拓扑优化结果.根据拓扑优化材料分布图对该中型客车车架进行二次设计,提出副梁支撑采用矩形截面型材的方案.分析结果表明,新车架横梁及副梁支撑分布方案合理,在满足结构强度和模态性能的前提下,质量减轻了22％.     

汽车消声器内部结构对排气背压和油耗的影响

采用GT-Power软件对8种方案下的排气系统声学性能进行分析并与原结构进行对比,在此基础上对消声器内部结构进行优化设计。仿真和试验测试结果都表明,通过优化消声器内部结构能有效降低排气背压,降低整车油耗,并能改善排气尾管口噪声和整车通过噪声,提升整车NVH性能。     

城市公交客车车身结构拓扑优化设计

根据某城市公交客车初步确定的造型和总布置的要求,为了能在车身的概念设计阶段获得该客车车身骨架的合理布置方案,在车身结构设计中引入了拓扑优化的设计方法,并且将该优化结果应用于指导设计。利用有限元分析软件Hyperm esh建立客车的拓扑优化的有限元模型,并且在其优化模块Optistruct中,采用变密度法和线性加权法,研究了多工况条件下城市公交客车车身结构的拓扑优化问题。根据得到的拓扑优化结果,同时充分考虑实际的装配和性能要求,完成城市公交客车车身骨架的初步布置。在此基础上,进行进一步的尺寸优化,得到满足设计要求的城市公交客车车身结构。拓扑设计得到的结果可为12 m的城市公交客车的车身骨架布置提供参考。     

基于拓扑优化的举高消防车转台轻量化设计

针对某举高消防车转台材料冗余的问题,利用ANSYS中拓扑优化模块对举高消防车转台进行结构优化,在保证结构刚度、强度、稳定性要求的前提下,优化后转台减重26%,为举高消防车整车提供了设计余量,同时提升了整车经济性。     

六轴线液压模块组合挂车横梁拓扑优化设计研究

提出了典型六轴线液压模块组合挂车横梁拓扑优化的一般过程,建立了基于整车结构的横梁拓扑优化设计有限元计算模型.在满足强度刚度要求的情况下,优化后横梁结构相对原结构重量降低了161.2kg.