中低速磁浮车体前端结构抗撞性优化设计

以中低速磁悬浮头车为载体,应用碰撞仿真软件PAM-CRASH对中低速磁悬浮头车车体进行大变形碰撞仿真,并通过研究车体前端部吸能结构中压溃管的壁厚、结构形状及焊接方式三大因素对其吸能特性的影响;确定了压溃管的最终实际优化方案,为吸能部件的研发和再生产提供必要的理论依据.     

轴压作用下CFRP加固圆钢管短柱的静力承载力分析

为了研究轴压作用下碳纤维增强复合材料(carbon fibre-reinforced polymer,CFRP)加固圆形空心截面(circular hollow section,CHS)钢管短柱的极限承载力,对轴压作用下CFRP加固CHS钢管短柱进行了理论和数值分析.理论分析中,利用等效截面法推导了两种不同粘贴方式(全环向粘贴以及环向和纵向交替粘贴)的CFRP加固圆钢管短柱在轴压作用下静力承载力的理论计算公式;数值分析中,将特征值屈曲与Riks法相结合建立了轴压作用下CFRP加固圆钢管短柱的非线性有限元分析模型.对该模型中的环向和纵向CFRP进行应力分析后发现,环向CFRP处于拉伸状态,约束钢管的径向变形;纵向CFRP会承担轴压荷载中的部分压力,限制钢管的变形.最后,将所建立的有限元分析模型结果和所推导的理论公式结果与已有文献的试验结果进行对比,发现三者之间的最大误差不超过2%,验证了建立的有限元模型和所推导的理论公式分析结果的准确性.     

装配式圆钢管约束混凝土柱的轴压性能

为了研究钢套管及套筒连接装配式圆钢管约束混凝土柱轴压性能,基于试验研究结果,对钢套管及套筒连接装配式圆钢管约束混凝土柱轴压性能进行了有限元分析.首先通过有限元建立了现浇式和装配式圆钢管约束混凝土柱模型;然后从承载力-平均纵向应变关系曲线、钢管应力、钢筋应力和混凝土应力方面对比了现浇式与装配式柱的轴压性能;其次分析了装配式柱变形形态及受力机理;最后提出了装配式柱轴压承载力计算方法.研究结果表明:与现浇式柱相比,装配式柱也具有良好的轴压性能和延性性能,钢管及钢套管对核心混凝土的约束作用更强,轴压承载力提高幅度为1.94%～6.17%;增加钢管厚度对提高装配式圆钢管约束混凝土柱轴压承载力最有效,提高幅度达59.15%,增加箍筋间距对其轴压承载力影响较小,减小幅度为2.91%;钢管纵向应力在靠近钢套管与钢管连接处较大,钢管环向应力在钢管通缝上、下附近区域较大,在钢套管装配处也较大;所提装配式柱轴压承载力公式计算值(Nuc)与有限元值(Nuf)、试验值(Nut)的比值均值分别为0.964、1.014,方差分别为0.003 5、0.002 9.     

基于虚拟试验场技术的越野车辆地形通过性评价系统

为了评价越野车辆的地形通过性,建立了基于虚拟试验场技术的评价系统.基于轮胎内压和轮胎刚度与有效接地面积基本成线性的关系,用试验系数对建立的轮胎粘弹性有限元模型进行了修正.研究了悬架的刚度-阻尼模型,并以多体动力学理论建立了车辆的6自由度动力学模型.以车轮六分力传感器和机器视觉测量方法建立了评价仿真模型的标定和验证硬件平台,并对实车试验与评价系统的仿真结果进行对比.对比结果表明:仿真与试验结果的干涉误差在5%以内,因此,评价系统可信.     

实体单元类型对仿真结果影响的研究

对单元类型的运行算法进行了研究,分析其不同算法之间的异同,结合实验数据进行对比,为后期进行有限元仿真提供合适的单元类型.以货车锁座为研究背景,以不同算法为基础分析了单元类型对有限元计算结果的影响.研究结果表明:采用完全积分模式的单元类型得到的仿真结果与试验实测所得到的结果间误差较小.     

地铁齿轮箱组件的静强度分析与试验研究

针对某型地铁齿轮箱组件,分析了齿轮箱组件实际工况,利用ANSYS对其进行静强度分析,根据有限元结果,对其静强度在试验台上进行了测试.有限元结果和试验台测试均表明齿轮箱组件满足设计要求,为后续装车提供了理论和实际依据,也为齿轮箱组件设计与试验提供了一种方法.经分析,大多数点的仿真结果与试验数据很接近,误差大多数在10%以内,表明仿真结果可靠,同时发现个别误差较大点所在位置,分析误差产生的原因.     

预折叠蜂窝结构吸能特性仿真研究

通过引入周期性预折叠单元,提出一种新型蜂窝结构。建立了新型蜂窝结构有限元模型,采用显式动力学软件LS-DYNA对结构进行轴向压缩模拟,获得结构压缩响应与变形模式。结果表明：与传统结构相比,优化后的新型蜂窝结构其初始峰值力(PCF)下降24.9%,比吸能(SEA)提高12.6%,平均压溃力效率(CFE)提升40.9%,将周期性预折叠单元引入蜂窝结构中可有效改善传统蜂窝结构耐撞性能。     

车辆轮对压装过程的仿真

通过对货车RD2型轮对压装过程进行接触问题有限元分析,对轮对压装过程进行了模拟仿真.仿真了过盈量、摩擦系数、压入速度和公差对压装压力曲线、最终压装压力以及轮毂孔、轮座之间的结合应力的影响.     

车身静态刚度参数化有限元仿真分析系统开发

用空间壳单元shell93描述车身,利用耦合节点的方法,建立了各冲压件之间的焊接关系.在ANSYS中,建立了白车身的有限元模型.提取车身参数,开发了车身静态刚度的有限元仿真分析系统.以具体车型为实例,将有限元仿真分析得到的车身刚度衡量指标的变形量与试验结果进行了对比,二者非常吻合,证明了有限元仿真分析系统的可靠性.同时,有限元仿真分析系统还可以得到车身的扭转刚度、中部弯曲和尾部弯曲刚度及其Z向应力分布云图.对研究车身的静态刚度和车身的机构设计具有重要的实用价值.     

车门机器人滚边工艺参数仿真分析

针对车门机器人滚边过程中经常出现翻边波浪以及弯曲圆角上的缩进与胀出不符合预期等问题,研究翻边高度、压轮直径和工具中心至机器人目标点距离对上述问题的影响.通过Abaqus进行有限元仿真分析及正交试验,得出3种因素的影响程度,分析计算结果在具体实例中得到应用并取得良好效果.