基于拓扑优化的纯电动大客车车身骨架轻量化多目标优化设计

为了在满足性能要求的前提下有效降低纯电动大客车车身骨架结构质量,减少客车行驶阻力,节省电耗、提高续航里程,进而提升整车的性能品质和市场竞争力,对客车车身骨架进行了轻量化多目标优化设计。建立了某纯电动大客车车身骨架结构的有限元模型,以客车车身骨架总柔度最小为目标,设计区域的体积为约束条件,设计区域各单元的相对密度作为设计变量,对车身结构的车顶骨架、车底骨架和左右侧围骨架进行了拓扑优化设计,并根据拓扑优化结果提取出了大客车车身骨架的拓扑结构。通过相对灵敏度分析,从21个设计变量中确定出13个对车身骨架性能不敏感但对减重较敏感的设计变量,然后以车身骨架质量M最小、一阶扭转频率Ft和弯曲频率Fb最大作为目标,以弯曲和扭转工况下车身骨架结构的静柔度Cb和Ct小于给定值作为约束条件,以相对灵敏度分析确定出的13个壁厚参数作为设计变量,用尺寸优化方法和多目标遗传算法(MOGA)对大客车车身骨架结构进行了轻量化优化设计,并在4种典型工况下对优化前后的大客车车身骨架结构的静、动态性能进行了分析对比。结果表明:所建立的纯电动大客车车身骨架拓扑优化方法、相对灵敏度分析方法与轻量化多目标优化设计方法有效,在满足大客车车身骨架结构性能要求的前提下,实现减重303kg,减重率为11%,轻量化效果显著。     

铝合金客车垂直型骨架连接接头优化设计

在铝合金客车车身骨架工艺分析的基础上,针对三根互相垂直骨架的连接接头进行结构优化,再利用Hyper Works对原有骨架连接接头和新型连接接头进行对比分析,最后在保证性能的基础上对新型连接接头进行尺寸优化设计,开发出质量更轻、连接强度和刚度更优的铝合金连接接头。     

氢燃料电池世博车前舱骨架结构的开发

CAE分析技术能及时发现汽车设计中存在的问题,降低开发成本。文章利用CAE技术对氢燃料电池世博车前舱骨架结构进行了静动态性能分析,包括前舱骨架的模态、强度及刚度的仿真分析。从而对前舱骨架制动和转弯等工况下的强度进行了评价,在此基础上,对某些前舱骨架局部结构进行了优化设计,得到符合要求的改进设计方案,改善了整车的应力分布,对车身结构轻量化设计具有指导作用。     

基于尺寸优化的纯电动客车骨架轻量化设计

应用有限元分析对纯电动客车骨架进行尺寸优化,对轻量化后的客车骨架进行强度分析并进行局部结构改进,为客车结构的轻量化设计提供参考。     

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。     

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。     

基于模块分组与重构的客车车身尺寸优化设计

以某12 m承载式电动城市客车车身骨架为例,提出一种模块化分组与重构的方法,对分组和重构后的车身骨架进行多目标尺寸优化的轻量化改进,并进行模态、刚度、强度和重量的对比分析。     

某电动客车骨架综合轻量化设计

纯电动客车骨架轻量化对于提升其续驶里程具有重要作用。本文首先基于变密度法对整车骨架进行拓扑结构优化,然后通过灵敏度分析和尺寸优化方法对骨架主要杆件的厚度进行优化。经过综合优化后的某纯电动客车骨架的刚强度性能均有提高,且减重效果明显。     

基于刚度灵敏度分析的客车车身轻量化研究

建立了某国产全承载式客车车身有限元模型,通过静动态电测试验验证模型的准确性,进而进行刚度灵敏度分析确定优化设计变量,运用有限元分析软件进行优化.在优化的基础上提出轻量化方案,达到保证在刚度变化最小及规定强度下使车身骨架质量减轻的目标.     

某小型客车车身骨架轻量化综合优化设计

建立某小型客车骨架的隐式参数化有限元模型,以骨架扭转刚度、弯曲刚度、扭转模态及强度为约束条件,重量最低为目标,选取侧围结构进行局部拓扑优化,然后对骨架型材的截面和壁厚进行尺寸优化.最终,车身骨架实现减重26.7 kg.     

基于整体拓扑优化的白车身轻量化设计

传统拓扑优化技术主要集中在单个零部件的减重孔位置以及大小进行优化设计,而忽略整体车身结构的空间优化。本研究针对某微车,在概念设计阶段,通过采用整体拓扑优化技术,着眼整体空间结构,以车身弯曲刚度和扭转刚度作为优化目标,对整体车身结构进行优化设计,得到最优的车身承载骨架,实现整体车身结构的空间布局优化,从而为车身详细设计阶段的轻量化设计提供指导。     

基于自由尺寸优化的车身结构嵌件优化设计

为研究车身结构嵌件对白车身扭转刚度的影响,基于白车身扭转刚度仿真分析模型,首先通过自由尺寸优化方法找到结构嵌件在车身关键接头的嵌入位置,再用工程塑料内外饰零件的建模方法设计嵌件骨架结构,然后再次通过自由尺寸优化方法对嵌件骨架进行结构优化和轻量化,从而得到兼顾白车身扭转刚度和重量的嵌件结构。仿真分析结果表明:白车身在重量仅增加0.4%的情况下,扭转刚度提升5.5%,整体一阶扭转模态频率提升5.9%。     

摩托车车架结构优化

首先建立了车架有限元模型,对其强度和刚度进行了分析;然后在疲劳试验机上进行试验,验证理论模型及分析结果的正确性.在此基础上,以车架轻量化为优化目标,车架主要构件截面尺寸为设计变量,刚度和强度为约束,对其结构进行优化,优化后车架质量减轻17.4%.     

基于正向开发流程的车身轻量化设计

从概念设计阶段开始,通过隐式参数化建模的方法建立一个全参数化白车身模型,采用分步优化设计的方法,在保持对整车性能控制的同时,使轻量化设计贯穿整个过程。在不同阶段分别针对整车模态、弯扭刚度、碰撞性能和质量等指标进行优化。先后经过结构拓扑优化、车身尺寸优化、局部形状优化、零件厚度优化、碰撞性能优化,最终得到车身多个性能均满足要求时的最佳车身尺寸和轻量化方案。     

重型专用车车架轻量化结构优化设计

采用有限元法结合数学规划法对重型专用车车架进行了轻量化结构优化设计。该优化模型以车架的总重量最小为优化目标,以纵梁各段的板厚为优化设计变量,而以车架的强度值作为优化状态变量进行优化,并对优化后的模型进行刚度校核,最终得到的车架结构在满足强度和刚度要求的前提下,与原结构相比重量减轻约13%,取得了较好的轻量化效果。     

基于Optistruct的气室支架拓扑优化设计

<正>前言近代汽车工业的快速发展及日益突出的能源问题,对重型卡车的轻量化要求提出了严峻的考验。因而,如何降低制造成本、提高燃油经济性并能在满足重型卡车强度及性能要求的基础上尽可能减轻自重,成为重型卡车制造商们竞相研究的课题。由此可见,机械结构和零部件优化设计对重型卡车轻量化的意义重大。结构优化通常分为尺寸优化、形状优化、拓扑优化和结构类型优化。其中,结构拓扑优化是一种根据约束、载荷及     

基于参数优化的高空作业半挂车轻量化设计

高空作业半挂车结构复杂,体积较大,车架质量可达9 t.经过有限元计算分析发现,其应力有较大富余,车架有很大的轻量化研究空间.为此建立了高空作业半挂车优化设计参数化模型,选择了合理的优化设计方法及优化变量,对其进行了尺寸参数优化设计,在满足强度刚度的前提下使其重量减轻了12%,达到了良好的效粟,为相关产品的轻量化研究提供了参考.     

基于仿真ODS法的某车型后门锁扣动刚度优化设计

文章基于NASTRAN对某SUV车型后门锁扣动刚度进行仿真分析,根据动刚度仿真结果对原有方案提出了两种轻量化构思方案,然后对轻量化方案的动刚度进行验证比较,优选出综合性能更优越的轻量化方案;最后对优选的轻量化方案进行ODS仿真分析,根据ODS分析结果对锁扣安装结构优化设计,既提升了动刚度性能又实现减重降本的目标。研究结果表明:与初始方案比,优化后的锁扣安装结构能实现单侧减重0.65kg,轻量化比例高达33.2%,轻量化降本效果显著。优化方案后门锁扣X/Y/Z向动刚度均有不同程度增加,动刚度水平提升至与初始方案基本相当。     

纯电动客车底架的拓扑优化设计

采用线性加权的多工况结构优化设计方法,对某款纯电动客车底架进行两轮拓扑优化;根据优化结果进行底架拓扑结构设计,并对比拓扑优化设计前后的刚度性能和轻量化情况。     

基于有限元分析的轿车轮毂轻量化设计

为了减少汽车的油耗、降低排放污染和车身重量及降低汽车生产成本,选取某款轿车的轮毂为分析对象,根据轮毂的结构参数与外形采用SolidWorks软件进行建模,并将构建的模型采用有限元软件对汽车轮毂进行拓扑分析;最后在不改变轮毂结构强度、刚度的前提条件下,根据分析结果对轮毂结构进行轻量化优化设计,并对优化后的模型进行弯曲载荷、径向载荷、冲击载荷及模态分析校核。结果显示,轮毂在结构强度、刚度没有改变的情况下,采用有限元分析方法,能够有效地进行汽车轮毂轻量化处理,优化后的轮毂质量从7.106 kg减轻到6.504 kg,共轻化了602 g,达到节约生产成本、降低车身质量和排放污染,以及提高燃油经济性的目的,为轮毂的轻量化优化设计提供了参考。