基于相对灵敏度分析的中型客车车架轻量化设计

建立了某客车车架的有限元模型,分析了车架的弯曲和扭转刚度。对车架各构件进行了灵敏度分析,取质量灵敏度与刚度灵敏度之比较大的构件厚度作为设计变量,以质量最小作为目标函数,以位移为约束条件,对车架进行了轻量化设计。优化结果表明,基于灵敏度分析的优化设计方法可行,轻量化效果明显。     

基于ANSYS及灵敏度分析的客车结构轻量化设计

电动客车发展迅速,社会对电动客车的需求日益增加。客车满载时对动力需求高,电池组的数量多,车身总质量偏大,导致电池损耗加快,客车行驶里程降低。优化车架的结构设计,实现轻量化是延长电池使用寿命、提高行驶里程的有效途径之一。为达到某型电动客车在满足各工况强度要求的前提下实现轻量化的目的,选取4种典型工况,包括匀速直线行驶工况、弯扭工况、紧急制动工况和紧急转弯工况,建立了客车车身结构的有限元模型。由ANSYS Workbench分析计算得到了4种不同工况下的应力、变形。以有限元分析结果为依据,对车架进行了优化设计。根据优化设计理论,以车身质量最小为目标函数,以构件厚度为设计变量,以底架应力和扭转刚度作为设计约束,利用NASTRAN软件计算了车架刚度对关键构件厚度的灵敏度。对刚度相对灵敏度较低的部件进行了轻量化设计,如将车门支撑部件、车架侧围等部件型材厚度由3 mm减薄至2 mm,对刚度相对灵敏度较高的部件进行了加厚处理,如将车架主要受力部件厚度由4 mm加厚至5 mm,以此来提高整车的扭转性能,提出了较为合理的车架轻量化设计方案。更新了优化后的车架模型,再利用有限元分析对比了优化前后最大应力及变形结果。经对比分析,在满足各工况强度要求的前提下,整车质量下降52 kg,车架质量降幅达2%。     

某越野车车架固有频率优化及轻量化

以某越野车车架为研究对象,进行初步的刚度和模态分析,验证了该车车架弯曲刚度和扭转刚度符合设计要求,并发现该车架一阶模态频率和发动机怠速运转频率非常接近容易引起共振这一问题.针对这一问题,进行了以车架零部件厚度为设计变量,保证车架弯曲刚度和扭转刚度不降低的前提下,以一阶模态频率大于27 Hz为约束条件,以车架质量最小为目标函数的尺寸优化.优化结果表明:车架的总质量下降2.14％,同时弯曲刚度提高显著,扭转刚度略有提高,一阶模态频率从24.616 Hz提高到26.970 Hz,避开了发动机的怠速运转频率,优化效果较为显著.     

基于相对灵敏度的轻卡车架轻量化研究

运用hypermesh软件建立某型轻卡车架有限元模型,利用模态试验验证了有限元模型的准确性。分析了车架在弯曲和扭转工况下的等效应力、变形及模态频率,计算了该模型的车架质量和扭转工况下最大应力灵敏度,并提出相对灵敏度绝对值较大的组件的厚度作为轻量化设计变量,在保证一定的强度、刚度条件下,按照高刚度、轻质量的要求对车架组件进行厚度修改,实现车架轻量化。     

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。     

摩托车车架的模态与刚度灵敏度分析

以某款摩托车车架为研究对象,应用有限元理论建立了车架结构分析模型,在此基础上,以车架管件的壁厚和管径作为设计变量,以车架一阶自由模态频率和扭转、弯曲刚度作为目标函数,对其进行灵敏度分析,获得了对车架模态和刚度影响较大的因素,从而为车架的结构优化提供了重要依据.     

基于灵敏度分析的商用车车架轻量化设计

运用Hyper Mesh软件建立某商用车车架的有限元模型,通过模态分析得到车架的动态特性,并结合模态试验验证了有限元模型的准确性。在此基础上对车架进行了弯曲刚度和扭转刚度分析。对车架部件进行了质量灵敏度、1阶固有频率灵敏度和柔度灵敏度分析,基于相对灵敏度分析结果确定车架的设计变量,以车架总质量最小化为目标,以车架1阶固有频率、弯曲刚度和扭转刚度不下降为约束条件,建立车架尺寸优化模型。优化结果表明:优化后的车架总质量减轻6.14%,同时第1阶固有频率提高6.09%,弯曲刚度提升1.21%,扭转刚度提升0.58%,验证了该车架轻量化思路的可行性。     

基于灵敏度的SUV车架多性能综合优化

建立某SUV车架的有限元模型,对车架进行弯曲刚度、扭转刚度和模态分析,并进行车架的弯曲和扭转刚度测试,测试结果验证了有限元模型的准确性。按照质量敏感度因子排序确定车架主要构件的优化对象,包括零件料厚和纵梁截面尺寸,并建立多目标优化模型。在提升弯扭刚度和低阶频率达到设计目标的同时,降低车架的总质量,达到轻量化设计的目标。     

一种轻型卡车车架的轻量化设计

文中建立了板梁和管梁两种不同横梁结构的车架有限元模型,应用有限元软件ANSYS进行了静力学和模态对比分析,并且按照减重的要求,对初步设计的新车架运用软件的优化工具进行灵敏度分析及厚度的优化。在两种不同结构车架的刚度和强度比较中会发现它们各自的特点,结果表明:采用管状横梁的车架相比板状横梁车架不但制造工艺简单,车架质量进一步减轻,而且管状横梁车架的低阶模态更高,这对整车模态的提高有很大的意义。     

多工况下客车车架结构多刚度拓扑优化设计研究

以体积和频率作为约束,以各工况载荷下对应的最小柔度作为目标函数,采用带权重的折衷规划法和SIMP密度函数插值模型研究了多工况条件下客车车架结构多刚度拓扑优化问题.并以某三段式客车车架为研究对象进行了多刚度拓扑优化,得到了合理的车架拓扑结构.     

货车车架的有限元分析及车厢对其性能的影响

车架的受力比较复杂，货厢与车架的连接对车架的刚度和强度也会造成一定的影响。通过CAE分析可以全面了解车架各部件对整体刚度的影响并对其进行优化设计，以保证车架具有足够的刚度满足结构安装的需要以及具有一定的柔度以满足良好的行驶性能的需要。对某中型载货汽车车架进行了弯曲工况和一轮悬空(扭转)情况下的强度与刚度分析。     

商用车车架弯曲刚度研究

商用车由于使用用途、承载等设计参数的不同,再考虑到成本、重量等因素,车架的弯曲刚度要与设计目的匹配在一定的合理范围内,文章针对这一"合理范围"进行研究讨论。从梁的弯曲理论,到实际车架的弯曲刚度理论推导及有限元方法边界条件的验证,最后讨论了"轴距-弯曲刚度"及"整备质量-弯曲刚度"统计图的应用。结果表明,目前应用的车架有限元弯曲刚度计算的边界条件是合理的,通过对不同车型的车架弯曲刚度进行有限元分析结果的数据统计形成"轴距-弯曲刚度"及"整备质量-弯曲刚度"图,能够形成整车设计指标数据,为车架前期设计提供数据支持。     

某边梁式车架有限元静态分析

以某边梁式车架为研究对象,利用UG软件建立了三维实体模型,再使用HyperMesh软件进行了有限元静态分析,从而校核了该车架的强度和刚度,分析结果显示该车架的强度及刚度能够满足要求。     

某轻型载货车车架静动态性能分析

为了验证某轻型载货车车架静动态性能的可靠性,首先基于车架有限元模型对其进行自由模态分析,分析结果表明其固有频率处于激励频率范围之外,满足动态性能要求。然后对其进行模态试验,试验结果表明其仿真分析准确度较高,最后对其进行弯曲刚度和扭转刚度分析,分析结果表明其刚度值均符合工程要求。因此该车架的静动态性能具有较高的可靠性,符合整车使用要求。     

微型电动车镁合金车架试制关键技术研究

介绍了微型电动车镁合金车架的结构设计、尺寸优化、结构改进和车架试制中的关键技术。通过拓扑优化得到了车架的初步结构,结合刚度、强度有限元分析和结构优化,最终所设计的镁合金车架能达到钢制车架相同的刚度和强度。对镁合金焊接过程中易燃烧、焊接变形大等问题提出了有效的控制措施。     

全承载式大客车车身结构多目标优化

建立了全承载式大客车车身骨架的有限元模型,对车身骨架结构进行了振动模态和静力学分析.然后对车身骨架结构进行设计参数灵敏度分析,得出车身骨架扭转刚度和一阶扭转频率对各部件设计参数的灵敏度.在此基础上,以车身骨架杆件厚度为设计变量,通过两阶段结构优化设计,在整车骨架质量增加很少的条件下,提高了整车结构的扭转刚度和一阶扭转频率值;同时,一轮悬空工况下的整车结构应力峰值明显下降,应力分布更加均匀,整车骨架结构设计更为合理.     

基于有限元的某轻卡车架刚度分析

建立汽车车架的CAE模型,利用有限元方法对汽车车架进行弯曲刚度计算、扭转刚度计算与校核。通过4点约束进行弯曲刚度计算。在计算扭转刚度时,对后轮和右前轮约束、左前轮施加力。在校核扭转刚度时,对车架前、中、后三部分分别算出对应扭转刚度。通过分析计算,验证该汽车车架的弯曲刚度和扭转刚度是否符合设计要求。     

客车车架有限元分析及尺寸优化

以某客车车架为对象,利用HyperWorks建立了车架的有限元模型并对其进行了刚度和模态分析,在此基础上,以质量最小为目标,在不降低刚度和模态性能的前提下,对车架进行了尺寸优化。     

某轿车后排座椅骨架CAE分析及轻量化设计

构建了某轿车后排座椅骨架的详细有限元分析模型,根据企业关于座椅靠背刚度试验标准以及GB15083-2006中<行李位移乘客防护装置的试验方法>,对座椅骨架静刚度和行李冲击强度进行了仿真分析.给出了靠背闭锁装置的承力要求,并根据分析结果提出了结构轻量化设计方案.仿真分析结果表明,在符合法规要求的前提下,有效减轻了座椅质量.     

QM50QT-2摩托车车架有限元分析

采用Pro/E软件的MECHANICA模块,对QM50QT-2摩托车车架进行了强度分析,找出影响强度及刚度的因素及改进车架强度和刚度的方法,通过对车架施加不同的工况载荷,找出不同工况载荷下车架的危险截面,作为设计开发过程中的参考。