某商用皮卡排气系统力学性能仿真研究

文章采用ABAQUS和HyperMesh软件,对某商用车皮卡排气系统进行了CAE自由模态、约束模态和强度分析,多方面校核了排气系统力学性能,结果显示排气系统避开了发动机怠速共振频率,排气系统支架最大应力小于材料屈服强度,满足设计目标。     

某商用车Ⅰ型推力杆有限元分析

以某6X4的商用汽车为研究对象,建立Ⅰ型推力杆的两种有限元模型。一是考虑橡胶实体的完整模型,二是忽略橡胶实体的简化模型,利用HyperMesh、ABAQUS软件进行处理计算,获取推力杆强度分析。判断标准为各零件的应力值是否超出对应材料的屈服极限,检验结构设计之初的强度是否达标,并验证简化模型的可行性。结果表明：推力杆的各部件的最大应力值均未超过其屈服极限,能满足相应的强度条件,且简化模型的各应力结果均比完整模型略大一些,在工程允许的误差范围内,故而可以使用该方法简化推力杆的结构分析。     

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。     

宽体矿用自卸车上装设计

宽体矿用自卸车超“宽”,属非公路用车范畴,主要应用于矿区。在具体设计时,对上装进行的CAE分析显示,总体应力水平能够满足强度要求,但部分结构（如副车架的后翻转座加宽支架和货箱翻转座支撑纵梁）强度不足,最大应力超过材料屈服强度。通过对结构强度不足之处进行改进后,上装最终满足设计要求。     

电动汽车锂离子电池碳负极扩散应力与微观结构失效机理研究

扩散应力易引起电极体积变化、电极颗粒破裂和脱落,导致电极材料失效,从而引起锂离子电池容量的衰减。为探究不同材料厚度和放电倍率下的扩散应力规律以及扩散应力与微观结构破坏间的关联性,采用试验与仿真相结合的方法进行相关研究。首先,制备3种不同厚度(25、36、48 μm)的石墨负极,与三元正极组装成纽扣全电池;其次,以相同充电倍率(0.2C)、不同放电倍率(1C、2C、5C)在25℃下进行循环测试,为模型验证及微观测试提供样本;随后,根据电化学及扩散力学原理建立电化学-力耦合模型,并通过不同倍率放电工况对模型进行验证;进一步,利用控制变量法,基于所建模型研究不同材料厚度与放电倍率下扩散应力的规律;最后,基于电镜扫描和X射线衍射测试,对循环后的负极形貌及微观结构进行表征,结合模型仿真研究扩散应力与负极微观结构的破坏关联性。研究结果表明:随着放电倍率增大或材料厚度减小,扩散应力增大、负极损坏程度加深,可根据拉伸屈服强度将扩散应力与微观结构变化关系分为2个阶段;进一步,引入剥落指数定量描述微观结构失效,发现剥落指数与扩散应力之间存在幂函数关系。研究结果可为揭示扩散应力与容量损失之间的关联性提供思路。     

某新型轮边减速器壳体焊接可靠性分析

为验证锻造分体式轮边减速器壳体焊接后可靠性,首先对壳体的焊接过程进行CAE仿真分析,得到焊接后的应力分布情况;然后将应力结果导入热处理仿真分析中,得出考虑焊接应力情况下的热处理残余应力分布情况,试验结果表明,参照焊接参数焊接后的轮边减速器壳体的焊接残余应力达348 MPa,接近该材料的屈服强度355 MPa;焊接后零件残余应力减小了31.6%,有效控制了零件焊后质量。     

桥梁调高测力支座的性能研究

文中针对复杂地质区域桥梁对支座的特殊功能需求,研发一种调高测力支座,借助ABAQUS软件建立支座的有限元模型,分析工作状态下支座各部件的应力状态,并对支座的关键参数对测力体应变的影响规律展开研究。结果表明,楔形块间距对支座各部件的最大等效应力影响显著,且对上支座板等效应力的影响最为明显;各部件的等效应力均小于材料的屈服强度,支座的强度满足使用要求;测力体应变随支座竖向力的增大而呈线性增加;楔形块间距对测力体应变值的影响呈线性,而楔形块斜度、摩擦系数和支座转角对测力体应变的影响可以忽略,因此,可以通过适当增加楔形块的斜度以达到减小楔形块调整间距的目的。     

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。     

基于不同初始静偏应力的结构性软黏土动力特性试验研究

以天津滨海新区结构性海积软土为研究对象,采用GCTS动静扭剪试验仪,基于正弦波与方波两种波形,在固结排水条件下施加不同初始静偏应力,通过考虑循环振次、应力幅值、振动频率以及围压等因素对土体结构的影响,研究结构性软黏土的动力特性。试验结果表明:初始静偏应力小于土体初始屈服应力时,施加静偏应力增加了土体固结度,提高了其结构强度,应变软化现象减弱,累积塑性应变曲线中屈服点对应的应力值大。初始静偏应力大于土体初始屈服应力时,土体初始结构破坏,出现严重的应变软化现象,累积塑性应变曲线迅速由稳定型转变为临界型,且在同条件下,方波应变值始终大于正弦波。孔压变化与初始静偏应力有关,随着静偏应力增大其孔压滞后现象严重。土体屈服应变随初始静偏应力增大而增加,静偏应力及振次相同时,方波作用下的土体屈服应变值小于正弦波。两种波形下,土体屈服应变随振次增加均呈减小趋势,且最终均会趋于一点,正弦波趋于相同数值下的振次远大于方波。土体动强度随应变标准提高而呈现增大趋势,应变标准为屈服应变值时,动强度曲线表现为先陡后缓,其他应变标准下动强度曲线较为平缓。两种波形下的动强度随振次增加而减小,最终均会趋于一点,且正弦波值大于方波。     

考虑D-P边界退化的冻风积土蠕变损伤规律研究

为研究季冻区冻风积土的蠕变变形规律及损伤演化规律,采用冻土GDS三轴测试分析系统开展了不同负温条件下三轴蠕变试验,分析了不同负温对冻风积土蠕变损伤特性的影响。根据典型蠕变曲线的三阶段特征提出了蠕变损伤时间阈值及屈服时间阈值确定方法。根据Kachanov对混凝土材料蠕变损伤的假设,对冻风积土的弹性模量及抗剪强度参数进行弱化,分析了不同负温条件下,不同蠕变损伤阶段冻风积土蠕变损伤规律。将西原模型中塑性元件改进成了具有损伤特征的非线性黏塑性体,并假设其服从于Drucker-Prager屈服准则,建立了冻风积土分阶段的蠕变损伤模型,将模型计算值与实测值进行比较,验证模型的合理性。研究结果表明:温度对冻风积土蠕变特征影响显著,温度低于-15℃时仅出现蠕变第I、II阶段,温度高于-10℃时会出现第III阶段,分阶段蠕变损伤模型可以较好地描述冻风积土在不同蠕变阶段损伤特征;屈服边界退化是导致冻风积土发生蠕变损伤的主要原因,发生蠕变损伤后会导致屈服边界不断缩小以及有效应力不断增加,塑性区的范围不断扩大,发生蠕变损伤后有效应力状态点会落在损伤后的屈服边界附近。     

双面卸矿用车车架强度试验研究

采用光弹性贴片法对双面卸矿用车车架结构的强度进行了测试分析，测试所得应力值，应力分布及危险点等结果为车架的改型设计和材料选择提供了得要参考。     

基于ANSYS WORKBENCH的压裂车主副车架有限元静态分析

对压裂车主副车架有限元模型进行了静态强度分析。利用三维绘图软件Pro/E建立了压裂车主副车架的三维模型,并应用新一代多物理场协同CAE仿真环境AWE(ANSYS Workbench Environment)进行网格划分和静态强度分析,获得了压裂车在驻停工况和左前轮悬空状态下的最大变形值、最大应力值及最大应力点,此数据对主副车架强度的校核和变形校核以及压裂车底盘的改制起到非常关键的作用。     

钢桁梁桥整体节点焊接残余应力试验

为研究东江大桥整体节点焊接残余应力的大小及分布规律,采用与实桥相同的焊接工艺制作了实桥E16节点的1∶1足尺模型,用盲孔法对该节点模型各主要焊缝的残余应力大小与分布进行了测试。结果表明:对于整体节点而言,焊接过程会产生很大的残余应力,其最大值接近材料的屈服强度;在焊缝区域,沿焊缝垂线方向,纵向残余应力均呈压应力-拉应力-压应力交替分布,规律明显,在焊缝中心处为最大拉残余应力;在不等厚对接焊区域,厚板一侧的残余应力大于薄板一侧;打磨和钻螺栓孔可以对残余应力起到释放作用;研究结论可为制定消除整体节点焊接残余应力的措施提供依据。     

基于Hyperworks的某SUV前副车架强度 疲劳性能优化研究

前副车架是SUV底盘关键承载部件,对整车性能有重要影响,文章针对某SUV车型前副车架进行了极限强度和台架疲劳工况CAE分析和研究,然后进行了台架刚度测试和强度工况测试,CAE分析和台架试验结果表明,此SUV前副车架刚强度和抗疲劳性能满足目标要求。     

汽车用金属材料数据库的开发及应用

随着汽车工业的发展及轿车国产化程度的提高,车企在开发中会遇到各种汽车用金属材料的选材及失效问题。金属材料种类繁多,在使用数据时主要可以分为两大类:一方面为车辆前期开发过程中的分析用材料基础数据,例如材料的基本力学曲线及性能参数,硬度、屈服强度、抗拉强度、延伸率等;另一方面为车辆开发和后期质量控制过程中的零件失效的实际测试数据。针对这两大需求,开发了《材料测试及失效分析数据库》,满足了CAE分析及材料类失效分析的要求。文章主要介绍了数据库的开发思路及应用,该数据库为公司各部门提供了一个有效,快捷的平台。     

波形钢腹板PC梁桥施工期局部应力分析

以某大桥波形钢腹板异步浇筑施工为背景,针对波形钢腹板施工期局部应力集中问题,采用有限元分析软件Ansys建立波形钢腹板有限元模型并模拟异步浇筑施工过程。基于有限元模型和现场实测数据,得到了各施工工况下桥梁关键截面波形钢腹板的局部应力状态。研究表明:有限元模型与实测应力数据相对吻合,随着施工的进行,各项应力值均不断增大,0#块根部波形钢腹板剪应力实测值在施工到8#悬臂节段时达到最大值(23.3 MPa),低于有限元计算值(26.5 MPa)和钢腹板材料的强度设计值(310 MPa)。     

基于ABAQUS的某SUV前转向节力学性能仿真和试验研究

前转向节是SUV底盘关键承载部件,对整车性能有重要影响,文章针对某SUV前转向节进行了强度和疲劳CAE分析和研究,然后进行了台架刚度测试和强度工况测试,CAE分析和台架试验结果表明,此SUV前转向节零件的力学性能满足目标要求.     

螺旋箍筋约束高强混凝土柱轴心受压性能试验研究

为探究螺旋箍筋约束高强混凝土柱的轴心受压性能,开展了42根螺旋箍筋约束高强混凝土圆柱的轴压试验,研究了混凝土标准立方体抗压强度(58.0~90.6 MPa)、箍筋屈服强度(480~1 219 MPa)、体积配箍率(1.00%~1.60%)与箍筋间距(45~80 mm)对螺旋箍筋约束混凝土柱受压承载力和变形能力的影响。试验结果表明:箍筋约束混凝土在达到峰值压应力时,约束箍筋可能达不到屈服;约束箍筋的强度和体积配箍率相同时,随着高强混凝土强度的增高,约束混凝土达到峰值压应力时箍筋的拉应变减小;混凝土轴心抗压强度、箍筋屈服强度相同时,随着体积配箍率的提高,约束混凝土峰值压应变增大,相应的横向应变也随之增大,箍筋拉应变也增大。基于试验结果,考察了峰值压应力下箍筋拉应变与体积配箍率、混凝土强度、箍筋屈服强度和箍筋间距之间的关系,建立了峰值压应力下约束箍筋拉应变计算公式。拟合得到了约束混凝土峰值压应力f_cc、峰值压应变ε_cc、下降段曲线的特征参数(峰值压应力后85%峰值应力下的轴向压应变ε_c85、50%峰值压应力的轴向压应变ε_c50)的计算公式。给出了考虑体积配箍率、混凝土轴心抗压强度、箍筋间距和箍筋屈服强度影响的箍筋约束高强混凝土的轴心受压应力-应变关系模型。     

钢-玄武岩纤维复合筋抗拉性能试验研究

钢-玄武岩纤维复合筋(SBFCB)的基本力学性能是SBFCB应用于混凝土结构的基础。为了研究SBFCB的受拉力学性能,本研究采用专门设计的直筒黏结式锚具锚固SBFCB,对3种不同玄武岩纤维-钢含量比的SBFCB进行抗拉性能试验研究,从试验结果可以得到SBFCB应力-应变关系的曲线,根据两种材料的复合法则推导出SBFCB单向拉伸的应力-应变曲线模型,再将理论值与试验值进行对比,得到以下结论:(1)随着荷载的增大,内芯钢筋先发生屈服,外包的玄武岩纤维承担更大的荷载,最终外包纤维炸裂破坏,属于延性破坏且有明显预兆。(2)内芯钢筋屈服前,复合筋弹性模量高于纯玄武岩纤维筋,应力-应变关系为线性;内芯钢筋屈服以后,复合筋能继续承受更大的荷载,表现出了明显的"屈服后刚度",称之为"二次刚度"。(3)复合筋理论应力-应变曲线与实测的应力-应变曲线基本吻合。(4)SBFCB内芯钢筋与外包玄武岩纤维在钢筋屈服之前能较好地共同受力。(5)复合筋的玄武岩纤维-钢含量比越大,其初始弹性模量越小,二次刚度和极限强度越大。     

纯电动汽车电池包支架性能分析及优化

文章使用有限元分析方法计算电池包固有频率及其模态振型、电池包及其支架在特定工况下的应力;模态分析评价结合路面激励频率特征,评判电池包固有频率是否满足设计要求;强度结果评价结合材料应力应变曲线,评价应力是否超过材料屈服强度。分析结果显示,电池包一阶横摆模态频率低于目标值。经对模态分析结果进行分析优化,达到目标值要求;强度分析结果经过优化后,达到目标要求。