天然气牵引车车架轻量化研究

建立了某公司生产的天然气牵引车车架有限元模型,通过静动态分析得到了车架的刚度和典型工况下的强度及车架前4阶振动的固有频率和振型。以刚度最大为目标以体积分数为约束,应用基于OptiStruct的拓扑优化技术获得了弯曲、纯扭转和弯扭组合工况的拓扑优化材料分布图。根据拓扑优化结果对该车架进行二次设计,将鞍座前横梁改进为抗扭能力更强的新型横梁并在纵梁内侧前吊耳处加装一对衬板以提高局部刚度。对改进后车架结构进行尺寸优化以确定车架各结构最佳板厚。分析结果表明:最终优化得到的车架综合性能优于原车架,并实现了减重13.82%。     

轿车白车身动静态性能及灵敏度分析

建立了轿车白车身有限元模型,应用HyperWorks软件进行动静态性能分析,得到白车身的弯曲刚度和扭转刚度及前10阶自由模态的固有频率和振型,同时对弯曲刚度、扭转刚度、1阶弯曲频率和1阶扭转频率进行评价。在此基础上,采用直接灵敏度和相对灵敏度结合的方法对白车身各部件进行灵敏度分析。结果表明:白车身弯曲刚度、1阶弯曲频率和1阶扭转频率满足要求,扭转刚度不满足要求,需要提高,同时灵敏度分析为白车身性能的优化提供了参考价值。     

基于灵敏度和动刚度计算的车架轻量化设计

提出了基于灵敏度分析和动刚度计算的车架轻量化方法。灵敏度计算以车架钣金件板厚为设计变量,一阶扭转和弯曲模态为约束,质量最小为目标;选取对质量敏感而对一阶弯曲和扭转不敏感的钣金件减小厚度;对减重8 kg的车架先后进行模态计算和动刚度计算,并与减重前的车架对比。对比结果表明,该减重方案的模态频率值和动刚度值满足NVH性能对车架的要求,该方法合理可行。     

微型汽车车架轻量化研究

以某微型汽车白车身为例,建立白车身的有限元模型,采用有限元法求得车架优化前白车身的动静态特性,计算结果为下一步车架轻量化设计提供参考依据.基于超单元法与灵敏度分析方法,以车架重量最小为目标函数,在保证白车身车架动静态特性不降低的前提下,优化微型汽车车架关键构件厚度.优化后的车架质量下降6.39%,白车身的弯曲刚度提高1.0%,白车身的一阶模态频率提高了0.41Hz.     

基于HyperWorks的电动车车架有限元分析

以HyperWorks软件为平台对某电动车车架进行简化得到其有限元模型,并对其进行弯曲工况和扭转工况下的强度和刚度计算,分析表明:车架的强度和刚度都在材料屈服范围之内;模态分析发现,车架的7阶固有频率易引起共振应避免,为车架结构设计及改进提供理论参考依据。     

基于多学科多目标遗传算法的摩托车车架优化

建立摩托车架有限元模型,计算不同工况下的强度、刚度以及自由模态和约束模态,验证了一维管梁单元模型可代替二维壳单元模型进行仿真计算。采用正交实验设计对优化变量进行灵敏度分析和选择。以自由模态和约束模态频率为优化目标,强度、刚度以及轻量化为约束条件,建立多学科多目标遗传算法的振动优化方案,得到车架整体系统的最优解,提高了车架结构振动特性。     

车辆吊耳支架结构优化分析研究

大多数重型车辆均采用吊耳支架将悬挂系统与车架连接,为车架与悬挂系统的关键承载零件之一。基于拓扑优化理论及有限元方法,使用Hyperworks中Opti Struct优化设计模块,对吊耳支架进行了拓扑优化,以在强度允许的前提下取得最佳的材料分布,使得质量最小。优化后进行了CAD模型重构,经与原件的静强度和模态比较结果表明:新设计的零件较原零件质量降低34.07%,一阶模态提高6.81%,最大应力降低5.38%。此优化方法对车辆结构设计改进具有实际工程指导意义。     

凹梁式半挂车车架的动静态特性分析与计算

考虑悬架系统刚度的非线性变化因素,建立了凹梁式半挂车车架的有限元模型,基于ABAQUS软件进行满载工况的静态分析,利用经典力学方法对纵梁进行应力分析和计算,最后采用Block-Lanczos法对车架进行自由模态分析。结果表明:车架强度和刚度均满足设计要求,同时扭转和局部刚度需要加强。     

基于HyperWorks的某车架铆接方式的对比分析

分别采用3种方式模拟某车架横梁和纵梁的铆接。利用HyperWorks的Optistruct求解器计算3种模型的弯曲、扭转刚度和模态。计算结果表明,rbe2单元模拟铆接比rbe2+beam单元模拟铆接的刚度大。弯曲、扭转刚度和模态频率的差别都小于5%,可以认为是等效的。由于点对点的rbe2模拟连接简单方便,在车架刚度、模态分析时推荐采用rbe2模拟铆接。     

高速动车组车体模态分析建模方法及试验验证

基于"刚度等效"原则,建立某自主研发的高速动车组车体刚结构有限元模型,车体一阶垂向弯曲和一阶扭转的振动频率的数值解与模态试验值的误差分别为2.75%和7.90%;在此基础上,以整备状态车体有限元模型重心与实际重心一致为质量分布原则,创建五种整备状态车体模态分析模型.模态分析结果表明:与实际重心最接近的模型5的计算结果与试验结果最为接近,误差分别为0.03%和6.85%;建议车体方案设计阶段采用模型2的建模方法估算整备状态车体模态.