考虑冲压引起板厚变化的油底壳模态分析

针对油底壳冲压过程中板厚会发生变化的现象,采用显式有限元法模拟油底壳整个冲压成形过程,获得油底壳板厚变化信息,将板厚信息映射到隐式模型中进行模态分析。通过与不考虑板厚变化模态结果和实验模态对比发现,考虑冲压过程引起的板厚变化分析结果与实验结果相比,其误差在5%以内,比不考虑板厚变化的分析结果各阶固有频率误差平均减小50%左右。     

土-结构相互作用的桥梁多尺度建模与分析

考虑土-结构相互作用(SSI)是地震激励下桥梁抗震性能评估的热难点之一.由于考虑土体影响多而建立的结构模型计算耗时极长,为了提高效率,现采用一致多尺度建模方法,将所研究部位建为实体单元,其他部位建为梁单元,单元之间采用适当的方法进行界面连接,保证宏观、精细单元间的变形协调,并对某一桥梁进行分析,验证了该方法的正确性.在此基础上,基于多尺度建模方法,建立三跨连续梁桥模型,对其进行弹塑性时程分析,对比分析考虑SSI和不考虑SSI效应的桥梁模型在地震激励下的响应结果,研究SSI效应对桥梁抗震性能的影响.结果表明:多尺度建模方法可以在保证计算精度的前提下有效地提高计算效率;考虑SSI效应能够有效地降低桥梁的抗震性能需求.因此,在设计时应加以考虑.     

半挂式液罐车罐内液体晃动及其对整车侧翻稳定性影响研究现状

半挂式液罐车具有载重大、运输效率高、经济成本低的特点,逐步成为我国液体货物道路运输的主力。车辆运行过程中罐内液体晃动和车辆运动之间的耦合作用大大降低车辆的行驶稳定性,使液罐车易发生横摆、侧翻等问题。文章主要对罐内液体晃动的常见研究方法及液体晃动对侧翻稳定性影响进行总结分析,为研究半挂式液罐车侧翻稳定性提供一定的理论基础。     

某变速器油底壳形貌优化设计

油底壳是变速器表面辐射噪声的主要来源之一。笔者为提高油底壳固有频率,采用形貌优化设计方法,考虑加工工艺,得出最优加筋设计方案。模态分析结果表明,优化后的油底壳前10阶固有频率均得到较大幅度提升。本研究可为变速器NVH性能优化提供一定技术参考。     

含油量对油底壳固有频率的影响研究

建立了流—固耦合分析有限元运动学方程。以6132柴油机为具体实例,利用流—固耦合分析有限元法,对含有1/4,1/2和3/4机油油量的油底壳进行了动态特性计算和对比分析,发现机油的存在使得油底壳的模态频率大幅下降,振型也发生了较大变化。     

波形钢腹板矮塔斜拉桥整体稳定性分析

为了解波形钢腹板矮塔斜拉桥新型组合结构桥梁的整体稳定特性,以跨径(58+118+188+108)m的某波形钢腹板矮塔斜拉桥为背景,根据波形钢腹板箱梁的力学行为特点,利用MIDAS Civil软件建立该桥杆系单元模型,对比ANSYS软件建立的空间块体板壳组合单元模型的计算结果,验证了杆系单元模型的有效性,在此基础上采用杆系模型计算全桥的整体稳定性。计算结果表明:恒载是桥梁重要的失稳因素,引起的第1阶失稳模态为面内主墩屈曲失稳;风荷载单独作用引起的第1阶失稳模态主要是面内对称弯曲失稳和面内反对称弯曲失稳,稳定系数较大;桥梁的弹性稳定系数最小值为19.79;桥梁结构整体失稳模态接近于高墩连续刚构桥的失稳模态;考虑几何非线性后稳定系数最小值为19.4,桥梁结构稳定性满足桥梁设计规范要求,该桥在运营阶段不会发生失稳破坏。     

车内中频噪声FE-SEA混合建模及分析方法

建立了轿车的有限元-统计能量分析混合模型,并采用理论方法计算出模态密度、内损耗因子和耦合损耗因子.采用试验方法测得发动机悬置处激励,采用虚拟样机方法仿真得到悬架对车身激励.对整车模型加载激励,并进行了有限元结构模态分析和FE-SEA联合仿真分析,获得了前50阶模态对应的频率.对计算结果进行了板件噪声贡献分析及传递路径分析,得出了路面激励到驾驶室噪声传递路径结构.     

基于流固耦合的半挂液罐车罐体结构分析

为了研究半挂液罐车罐内液体晃动对罐体的影响,本文利用有限元软件workbench,并采用单向流固耦合方法分析了在不同充装比下罐壁的受力分布。仿真分析得出:当充液比为50%时液体的晃动较为明显,但当充液比为90%时罐体所受应力值较大。     

结构声腔耦合系统振型耦合机理在车内噪声控制中的应用

研究了乘用车结构声腔耦合系统的振型耦合机理,并介绍了其在车内噪声控制中的应用.建立了结构声腔耦合系统并进行了试验验证.计算车内噪声传函,发现50 Hz处有一明显峰值.为分析该峰值产生的原因,采用数值方法计算了耦合系统的振型耦合系数(MSCC),发现该峰值主要是由于第1阶声腔模态和第15阶结构模态耦合产生的.基于上述分析...     

考虑水流影响的船桥碰撞效应分析

为研究流体对船桥正面碰撞动力响应的影响,运用ANSYS LS-DYNA软件,分别采用流固耦合法和附加质量法建立考虑流体影响的船桥正面碰撞计算模型,分析不同吃水深度的船体与桥墩碰撞时流场对撞击力和撞击能量的影响,比较在简化的附加质量法中,将水流模拟成不同的附加质量(0.02~0.07倍船体质量)时,撞击力和撞击能量计算的误差。分析结果表明,不同船体吃水深度对船桥碰撞的计算结果有一定的影响,特殊船型和深吃水的情况下需要考虑不同吃水深度所造成的船桥碰撞力的变化。当采用简化的附加质量法考虑水流对船桥碰撞的影响时,0.02~0.07倍船体质量的附加质量参数选取并不能涵盖船舶在不同吃水深度下的流场耦合效应,在船舶深吃水的情况下有接近10%的误差。     

基于形貌优化技术的发动机油底壳设计方法分析

提出一种基于形貌优化技术的发动机油底壳设计方法,并以最优化某发动机塑料油底壳第一阶固有频率为例,在OptiStruct软件中对该方法进行了仿真。根据形貌优化分析结果确定其加强筋最佳布局方式,第一阶固有频率增加了16%,改善效果明显,并满足了设计频率要求。表明该设计方法可以保证油底壳的全新开发,同时能够大幅缩短开发周期,降低开发成本。     

非满载液罐半挂汽车列车侧向耦合动力学模型

为方便液罐半挂汽车列车（Tractor Semi-trailer Tank Vehicle,TSTTV）罐-车整体的优化设计匹配,综合提高整车的侧倾稳定性、侧向动力学稳定性及操纵特性,基于Lagrange方法和椭圆规摆等效机械液体晃动模型建立TSTTV的整车侧向耦合动力学模型,其典型特征是实现罐内液体侧向晃动与车辆横摆运动、侧向运动、悬挂质量的侧倾运动及非线性侧向轮胎力的集成一体化建模,贯通液体晃动动力学与车辆侧向动力学稳定性之间的联系。通过开环正弦停滞转向输入操作响应对所建立的模型进行分析评价,考察车辆横摆角速度、质心侧偏角、侧倾角、侧向载荷转移率及液体晃动角等状态量在2种充液比（F_L=40%,80%）及2种罐体椭圆率（Δ=1.0,1.3）下的响应。研究结果表明：所建立的TSTTV模型可以实现液体侧向晃动作用下的车辆侧向耦合动力学仿真分析,能够反映充液比、罐体截面椭圆率等运输条件和罐体几何参数对整车侧倾稳定性、侧向动力学稳定性及操纵特性的影响;基于该模型可以针对液体介质、充液比及道路环境等运输条件因素的影响,研究以提高整车侧向动力学稳定性为目标的TSTTV灌-车整体的优化设计匹配问题,这对提升液罐车的设计性能、提高行驶的安全性和运输效率具有重要意义。     

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。     

标准模组模态法简化建模研究

电池结构从电芯内部正负极及隔膜厚度的微米量级,到模组的毫米量级,再到电池系统和整车的米量级,结构尺寸跨度大;因此在电动汽车整车及电池系统有限元分析中,对电芯或模组的简化非常必要。在某标准模组有限元分析中,通过电芯模态频率试验,对比标定电芯简化模型材料参数,并获得准确的电芯简化模型,用于模组建模分析;对比模组详细建模计算与试验结果,二者共振频率误差小于1%;采用模态相等方法进行模组简化,模组简化建模约束模态结果与详细建模结果的误差小于1%;模组简化建模单元数量从10多万个降为5000个,单元数量去除率大于95%,在保证性能等效的同时有效降低单元数量,对整车有限元分析和电池系统有限元分析具有重要意义。     

利用CFAST单元模拟焊点白车身模态分析

CFAST类型焊点单元在建模时不要求网格节点对齐,是一种效率较高的焊点模型。但是CFAST单元在车身模态分析方面的应用研究较少。详细讨论了CFAST单元的使用方法,并利用CFAST模拟焊点建立某A级轿车白车身模型进行模态分析。有限元模态分析与模态试验结果的对比表明,CFAST单元模拟焊点,在模态分析中具有较高的计算精度。     

外部超单元在车身结构动力学分析中的应用

在阐述模态综合法基本理论的基础上,提出车身结构外部超单元的划分方法,并分别采用外部超单元模态综合法和自动部件模态综合法求解车身结构的模态及响应.通过与传统计算结果对比表明,在车身模态计算和车身频响计算中.外部超单元模态综合法和自动部件模态综合法与传统计算结果吻合程度均较好.且节省了90％以上重复计算时间和50％的存储空间.     

半挂式液罐车防侧翻控制策略开发

针对罐内液体晃动与车辆运动之间的耦合作用导致半挂式液罐车侧倾稳定性低,易发生侧翻等问题,本文中提出了半挂式液罐车的防侧翻控制策略。采用等效单摆模型模拟罐内液体晃动的动态过程,并进行参数辨识,进而建立了半挂式液罐车整车动力学仿真模型。基于半挂式液罐车6自由度线性简化模型设计了LQR防侧翻状态反馈控制器,并通过差动制动产生附加横摆力矩。利用所建立的半挂式液罐车仿真模型进行仿真,对比了有、无控制的转向盘转角阶跃工况状态响应。结果表明,所建控制策略可有效防止半挂式液罐车侧翻。     

液罐车内防波板在不同充液率下的有限元分析

针对液罐车在紧急制动过程中罐内液体的晃动问题,以半挂液罐车的罐体作为研究对象,采用VOF模型,对车辆运行时紧急制动工况下的罐内液体晃动现象进行流固耦合分析。分析罐体内不同充液率对防波板的冲击情况,得出罐体在制动过程中罐内气液两相分布图和流体最大压力值曲线,进而得出流体压力峰值0.1 s时防波板的变形图,揭示了不同充液率下防波板的防晃效果。     

非满载罐车罐体在追尾碰撞中变形失效研究

为了研究液罐车在碰撞中装载液体对罐体结构变形损伤的叠加作用,以客车与液罐车追尾碰撞为研究对象,运用Hypermesh建立两车追尾碰撞的有限元分析(Finite Element Analysis,FEA)模型,利用Fluent模拟碰撞后液体晃动过程,在考虑液体晃动冲击的前提下,计算模拟出两车在碰撞过程中的能量变化及罐体结构变形情况,分析了不同冲击载荷和加载工况下的罐体变形失效情况。结果表明,碰撞速度相同时,液体充装率k值越大,罐体的变形量越大,罐体破裂的临界碰撞速度与液体充装率k值呈正相关。液体晃动冲击对罐体变形失效的影响不太显著,液体晃动对罐体的冲击损伤远小于外部车辆带来的碰撞损伤。通过分析液体泄漏情况可知,充装率k值对液体泄漏速率有显著影响。     

等效加劲板单元在U形加劲板稳定性计算中的应用研究

为解决大跨度扁平钢箱梁主梁U形加劲板数值仿真时计算模型过于庞大的问题,提出一种等效加劲板单元有限元计算理论和U形加劲板的简化方法。通过将U形加劲板中U形小箱肋简化为等效加劲条的处理方式,重新分配盖板的横向刚度,计算等效加劲肋对板件受力的影响,采用基于Ansys平台二次开发的Fortran语言进行稳定性分析,与全真壳单元有限元模型进行对比。结果表明：与全真壳单元模型相比,该文提出的等效加劲板单元模型挠度计算结果相对误差仅为5.9%,低阶模态下屈曲系数相对误差仅为2%左右;在该文计算平台的处理下,采用等效加劲板单元模型获得的前5阶模态的时间仅为全真壳单元的1/3左右。