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。     

基于刚度的某客车骨架灵敏度分析与结构优化

建立某电动客车整车骨架有限元模型,进行车身结构的弯曲刚度和扭转刚度有限元计算;然后进行车身弯曲刚度、扭转刚度及质量对构件厚度的灵敏度分析,依据灵敏度分析结果,优化车身构件厚度,提高车身骨架结构的扭转刚度和弯曲刚度,同时质量不增加。     

微型客车白车身结构设计有限元分析

建立了某微型客车白车身结构设计有限元模型,应用有限元求解器对其弯曲和扭转工况下静力学性能、固有振型及频率等动力学性能进行分析。结果表明,结构扭转刚度和典型固有频率等分析结果与同类型白车身结构试验数据相近,有限元模型和分析求解过程正确。经验证,该结构设计满足基本力学性能要求。     

基于Sobol'法的白车身弯扭刚度灵敏度分析及优化设计

为了提高某轿车白车身弯扭刚度性能,文章采用全局灵敏度分析方法进行白车身结构优化设计。首先,分别建立白车身弯曲刚度及扭转刚度的有限元模型,进行结构性能的分析;然后,以车身部件的厚度作为分析参数,采用基于Sobol'法的全局灵敏度分析方法,获得各个部件对弯扭刚度的综合贡献度;最后,根据部件的敏感程度进行结构优化设计。结果表明,在兼顾白车身总质量的前提下,弯曲刚度提高15. 66%,扭转刚度提高12. 28%,显著提高了白车身的结构性能。     

载货汽车驾驶室乘坐舒适性研究

通过计算机仿真模拟了在路面随机输入下驾驶室底板的振动响应;利用Nastran软件对车身的有限元模型进行模态抽取,建立了刚弹耦合模型;对多刚体模型、刚弹耦合振动模型的计算结果与试验进行了对比,验证了模型的正确性;以驾驶室悬置的弹簧刚度、减振器阻尼为影响因素,通过虚拟DOE正交试验分析,显著改善了驾驶室的乘坐舒适性。     

灵敏度分析方法在车身轻量化中的应用

建立了某轿车车身有限元模型,由有限元分析求得车身固有频率与刚度值,并通过模态试验验证了该模型的合理性.根据车身构件的灵敏度分析结果选择设计变量,在提高车身刚度和动态性能的前提下,以轻量化为目标优化车身构件厚度,使车身总质鼍减轻了9.7%;刚度和固有频率也都有所提高.     

大客车车身骨架轻量化改进设计分析

文章分析大客车车身骨架静态结构和模态,从有限元模型中探讨客车全承载式车身骨架。在保证车身的刚度和强度下,建立强量化钢铝一体的称身结构。根据轻量化目标对铝合金材料尺寸界面进行计算,与钢铝一体化车身设计进行比较,同时比较原车身骨架动态、静态和质量性能。实验结果表明,研究的轻量化设计与之前相比效果比较好。     

基于组合优化策略的白车身轻量化设计

以某SUV车型为研究对象,对白车身进行轻量化设计。建立了整车有限元模型,选取关键零件的板厚作为设计变量,以整车模态、刚度、NVH及碰撞性能为优化约束条件,以质量为目标,建立各项性能指标的径向基神经网络近似模型,采用多岛遗传算法及山单纯型法相结合的优化策略对白车身进行多学科联合优化,在保证各项性能满足要求的前提下,使白车身重量降低了9.7kg。     

重型商用车驾驶室白车身的模态分析与实验研究

建立了某国产重型商用车驾驶室白车身的有限元模型并进行计算模态分析.同时采用多输入多输出方法对实际白车身结构进行模态实验并经处理得到实验模态.应用模念相关分析理论计算了计算模态与实验模态之间的振型相关度.结果表明:二者具有很高的相关性,有限元模态分析能够足够精确地确定实际结构的整体动力学特性.     

商用车驾驶室白车身焊点缩减拓扑优化研究

为某一商用车驾驶室白车身建立了以固有频率为约束条件,焊点体积最小化为目标的优化模型.利用有限元法进行结构拓扑优化,根据灵敏度分析得到的每个单元对结构性能的贡献来决定有限元单元的保留或删除.通过拓扑优化,驾驶室白车身焊点数目大幅度减少,获得了满足设计要求的焊点的重新分布.对比优化前后仿真分析结果表明,文中所建模型及分析方法是合理而有效的.     

轿车前围流水槽防锈结构设计

在轿车结构设计中,外部造型直接影响轿车的美观,是消费者在购买时主要考虑的因素,然而内部结构不被人关注,轿车内部结构设计在整车设计中占据了重要的地位,前围流水槽是车身系统重要的组成部分,其保证了车身的扭转刚度,改善座舱的舒适环境,提高碰撞时车身的安全性能,同时前围流水槽是车身前部排水的主要路径,需要其保证来自前挡风玻璃的雨水顺利排出车外的同时,不进入发舱及驾驶室,因此需要在前围流水槽结构设计过程中重要考虑结构防锈,文章主要论述轿车前围流水槽防锈结构设计。     

基于灵敏度分析的某纯电动客车车身骨架结构优化

运用有限元分析理论,在Hypermesh有限元软件中建立纯电动客车车身骨架结构整车有限元模型,进行水平弯曲和极限扭转两种典型工况下的静力学分析,通过分析发现车身结构强度和刚度都有过盈。提出基于灵敏度分析的方法对该客车车身结构进行结构优化,结果表明,车身结构质量减轻95 kg,各项性能变化不大且仍满足要求。     

基于隐式参数化的车身概念开发

以某新车型研发为契机,运用"分析驱动设计"进行概念阶段的车身开发。基于参数化技术构建白车身和覆盖件的全参模型,通过模态和刚度仿真评估车辆的NVH性能,并基于模态和刚度进行厚度灵敏度分析;同时,通过与同级别车型前/后悬架、动力总成等有限元模型进行耦合,进行了整车碰撞仿真,以评估其耐撞性能,在早期阶段快速获得整车综合性能,缩短满足结构刚度、NVH性能、耐撞性和轻量化等要求的车身结构的开发周期。     

轿车白车身有限元建模与静态特性分析

建立了国产某轿车白车身结构静态分析的有限元模型,按照设计要求对承载车身刚度和强度的计算分析方法进行了探讨;利用MSC Nastran有限元分析软件,进行了车身扭转和弯曲刚度与强度计算分析,表明本模型计算结果与实验结果吻合较好,指出模拟计算结果可对车身静态特性进行评价,也为进一步的轿车车身结构改进提供了依据。     

钢-铝混合驾驶室材料-结构轻量化设计

为了得到更为完善的商用车驾驶室轻量化设计,提出了钢-铝混合驾驶室材料-结构一体化轻量化方法。首先基于灵敏度分析、等刚度近似理论与等强度理论建立了性能驱动的材料选择方法,并针对钢制驾驶室初步设计了钢-铝混合材料方案。然后通过折衷规划法的拓扑优化识别了驾驶室关键传力路径,并加强了相关结构。其次考虑驾驶室零件厚度、截面尺寸设计参数,建立了驾驶室质量、刚度及模态性能的径向基函数的代理模型,并采用多目标粒子群优化方法对驾驶室进行多目标优化设计。优化结果表明,在满足驾驶室刚度、模态和碰撞性能的要求下,驾驶室质量减轻了12.8%。该方法对钢-铝混合驾驶室轻量化有实际的工程指导价值。     

基于全参数化模型的白车身多学科设计优化

在某车型前期开发中,引入"分析驱动设计"的理念,建立了隐式全参数化白车身模型,并根据整车的空间布置,设定了车身架构关键参数的有效变化范围;通过试验设计建立近似模型,分析了白车身架构关键参数对刚度、模态和被动安全性的影响;最后进行整车优化,获得了满足刚度、模态和被动安全性能等多学科性能要求的前期白车身架构。     

某型薄板冲压件骨架式白车身结构及模态分析

考虑了薄板冲压件骨架式白车身的结构特点,利用有限元方法,建立了其有限元模型,并对其刚度和强度以及动态特性进行了仿真计算,得到了其刚度值、最大应力值和模态参数。结果表明该型白车身满足设计的多方面要求。     

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。     

基于频率响应的客车骨架结构优化

为了优化某款全承载式客车车身结构,在Hypermesh中建立了该客车车身有限元模型,进行了模态分析及频率响应分析,得出了整车的振动特性及关键位置处的幅频特性曲线.同时为了降低驾驶室座椅支架处振动峰值,通过频率响应灵敏度分析确定了优化设计变量并进行优化设计.优化后驾驶室座椅支架关键频率处的响应幅值在15.5 Hz处降低了30.7％,提高了乘坐的舒适性,车身质量也减轻了0.026 t.     

白车身接附点动刚度优化设计

白车身接附点动刚度性能对整车NVH有较大影响,通过对关键点进行动刚度分析,可以为车辆NVH性能改进提供理论参考,同时有利于缩短开发周期及降低开发成本.以某款车型为研究对象,阐述了详细工程设计阶段白车身接附点动刚度分析的基本原理、分析方法及评价标准,建立白车身有限元模型,利用NASTRAN进行模态频率响应分析,并结合该车型动刚度计算结果对相对薄弱点进行结构优化设计.通过动刚度锤击试验与CAE分析结果进行对比,验证了后者的准确性,从最大程度上保证了该车中低频NVH性能.