车身薄壁梁结构刚度特性的仿真研究

将车身薄壁梁截面参数对其弯曲刚度和扭转刚度的影响进行定量分析和性能优化意义重大.以车身薄壁梁的刚度质量系数SME作为评价指标,通过对典型闭口和开口截面梁的分析,得到了薄壁梁截面参数与SME的解析表达式.利用HyperMesh软件进行有限元仿真计算,对定量化表述的理论公式进行了验证,并提出基于刚度特性优化的薄壁梁截面设计...     

基于多参数优化的某后扭力梁设计

首先构建了某后扭力梁有限元模型，并对其进行强度、扭转刚度、模态分析，结果表明，初始结构的后扭力梁U字形截面横梁有一个强度工况不达标，扭转刚度及弯曲模态均不满足目标要求。然后以5个料厚参数为设计变量，以扭转刚度及模态为响应，进行灵敏度分析，发现U字形截面横梁料厚为扭转刚度及弯曲模态的主要影响因素。即识别出U字截面横梁为强度、扭转刚度及模态的薄弱及敏感区域。针对U字形截面横梁采用Morph方法进行参数化建模，构建4个截面形状参数、1个截面位置参数及1个料厚参数，以不达标的强度工况及扭转刚度及模态为约束，以质量最小为目标，应用Optimus采用差分进化优化算法对后扭力梁进行优化，得到了最优设计方案。经验证，其强度、模态及扭转刚度均满足目标要求，最终达到了重量与性能的平衡。     

扭转梁后桥性能仿真优化及试验分析

扭转梁后桥开发过程中,须按照从整车技术要求分解出的零部件技术规范进行设计,并借助CAE优化技术对零部件各性能进行优化。本文主要针对某型扭转梁后桥侧向力耐久疲劳和减振器力耐久疲劳工况进行优化分析,结构优化后耐久疲劳寿命提高。实物样件台架验证结果与优化仿真分析结果基本一致。     

扭转梁悬架碳纤维复合材料横梁结构优化

鉴于碳纤维增强复合材料(CFRP)轻质高强的特点,本文中将某乘用车扭转梁悬架原钢质横梁用碳纤维复合材料替代,并进行结构优化设计。首先,通过碳纤维增强复合材料层合板力学性能试验获得材料力学参数,建立悬架扭转梁有限元模型,并对扭转梁中的碳纤维复合材料横梁截面进行改进设计。在此基础上,综合考虑横梁质量、刚度和工艺约束,对CFRP横梁进行铺层厚度、角度和铺层顺序的多层次优化。优化后,在满足各项性能指标的情况下,碳纤维增强复合材料横梁比原钢质横梁轻量79.34%,取得显著的轻量化效果。     

某型车辆扭转梁衬套疲劳耐久优化设计

扭转梁式半独立悬架广泛应用于A0、A及A+级汽车后桥系统中,而扭转梁衬套对后桥乃至整个底盘的舒适性及操稳性都有着重要的影响。本文以某型车辆扭转梁衬套为例,对该衬套的橡胶结构进行优化设计,基于ABAQUS对其性能及疲劳耐久进行仿真分析,最后通过台架试验对其疲劳耐久进行测试,试验结果表明该衬套设计优化效果良好,疲劳耐久性能改善明显。     

概念车身梁截面厚度优化设计

为了实现在概念设计阶段优化设计车身复杂梁截面厚度,建立了梁截面几何属性和PSO优化算法,并基于UG/OPEN平台开发了梁截面设计和梁截面厚度优化模块,实现了多约束条件下车身梁截面厚度的优化设计。针对某一具体车型进行了概念车身梁截面厚度优化设计,使优化目标车身质量实现了轻量化,同时改善了模型弯曲刚度和扭转刚度。     

全承载大客车车架的拓扑优化设计

在某全承载大客车车架设计中,为了减轻车架质量、改进加强梁布局,对地板横梁、斜撑加强梁等结构进行了拓扑优化设计。在客车车架前后轴之间区域构建拓扑设计空间,以车身结构质量最小为优化目标,以整车扭转刚度不小于原设计方案为约束条件,建立拓扑优化数学模型,并采用遗传算法进行求解,获得了优化的拓扑方案。结合拓扑优化结果和安装要求,改进了车架的设计方案。改进方案与原方案比较,设计空间中的加强梁从9根减少为3根,整车扭转刚度提高150 Nm/(°),质量减少了20.8 kg,材料利用率(刚度增量与质量增量之比)提高了1.5倍。     

108 m跨拱梁组合钢桥自振性能分析

运用子空间迭代法分析了跨度为108 m的拱梁组合钢桥的固有模态,得出其频谱特性及三种主要振动形式:竖向、侧向及扭转振动。通过多参数对比分析,指出了矢跨比对钢拱桥自振性能影响最为显著,在矢跨比约1/10处结构基频达最大值,吊杆数目超过5对时,二阶以上频率增长速度趋缓,拱肋刚度、系杆抗弯刚度及吊杆轴向刚度对自振性能影响相对较小。     

大跨窄梁悬索桥结构体系对静动力刚度的影响研究

大跨度窄梁悬索桥,结构轻柔、整体刚度低,抗风问题突出。结构静动力刚度是大跨度桥梁抗风的基础参数。该文以一座大跨窄梁悬索桥为工程背景,基于空间缆索分段悬链线理论和桥梁三维有限元模型,多工况系统对比分析加劲梁刚度、主缆垂跨比、主缆间距和吊点宽度等参数对静动力刚度的影响。研究发现：加劲梁刚度对大桥的整体刚度贡献较大,与结构的静动力刚度呈正相关,尤其对结构的竖向和扭转静动力刚度影响明显;主缆垂跨比对大桥扭转静动力刚度影响较大;主缆间距和吊点宽度对大桥的静动力特性影响有限。     

扭转梁式半独立后悬架系统开发

在扭转梁式半独立后悬架系统开发时,需要设计师平衡各种利弊因素,通过优化方法来达到预先设定的性能.扭转梁的剪切中心、横梁截面、扭转刚度以及悬架运动特性的确定是这种类型悬架设计的关键点.     

后扭力梁系统研发及某液压成型结构梁改型优化设计

对扭力梁剪切中心、横梁截面、扭转刚度以及悬架运动特性确定悬架设计的关键点,通过优化方法来达到预先设定的性能,并成功运用于液压成型扭力梁改型,大大降低开发费用及技术难度。     

基于HyperWorks白车身灵敏度分析及结构优化

摘要：以白车身钣金件厚度为设计变量,以白车身质量最小为目标,以白车身扭转刚度不低于原有结构的扭转刚度为约束函数,得到扭转刚度对各板件厚度的灵敏度,通过调整板件厚度,对白车身结构进行优化。优化结果表明,在扭转刚度性能略有提高的情况下实现了减重目标。     

横隔梁对多箱室宽箱梁抗扭影响研究

通过ANSYS建立不同箱室数量和宽跨比的单箱多室宽箱梁的有限元模型,分析宽箱梁在扭转荷载下不同截面的扭转畸变角和竖向位移分布。研究结果表明,多室宽箱梁整体扭转刚度大,横隔梁的设置对箱梁整体扭转受力性能影响不大;但对其附近箱梁产生明显的扭转畸变效应影响,可以有效限制扭转畸变变形,即设置横隔梁能够改善箱梁的局部受力性能。     

扭转梁后桥悬架臂与加强板之间的焊缝状态对后桥疲劳寿命的影响研究

<正>扭转梁后桥因其结构简单、成本较低并能满足一般的汽车动力学、运动学要求而在中低级轿车上广泛运用。但是,由于扭转梁后桥既要保证足够的强度,来承受后轴的各种载荷,同时又要能提供合适的扭转刚度,来保证整车的侧倾刚度,导致扭转梁后桥的受力比     

GL6466轻型客车车身结构轻量化优化研究

用梁单元建立了GL6466型轻型客车车身骨架有限元模型,并验证了模型准确性.以车身总质量为目标函数,选取车身骨架主要型材的截面参数为设计变量,以车身弯曲刚度和扭转刚度、关键部位应力、1阶扭转固有频率为约束条件,进行灵敏度分析.根据灵敏度分析结果确定优化设计变量,对该轻型客车车身结构进行优化后,车身总质量减轻8.1％,而...     

正交实验法在双层客车整体刚度优化中的应用

本文以双层客车车身骨架有限元分析为基础，运用正交实验方法，通过调整其整体质量分布和改变杆件截面参数，研究提高车身整体扭转刚度和弯曲刚度的途径，探索参数优化和拓扑优化相结合的统计优化方法。同时，保持车身骨架整体质量基本不变。经过优化分析，车身整体抗扭刚度和弯曲刚度分别提高了２０．０％和２３．０％。     

中低速磁浮试运线轨道梁刚度研究

为给中低速磁浮轨道梁刚度设计提供参考,以株洲机车车辆厂中低速磁浮试运线32×20m简支轨道梁为背景,采用理论分析与现场荷载试验相结合的方法,对中低速磁浮轨道梁刚度进行研究,并参考各国相关规范对轨道梁刚度取值进行对比。研究结果表明:该试运线轨道梁实测应力均在2 MPa以内,应力水平较低,应力水平不控制主梁设计;轨道梁实测变形值仅为计算值的70%左右,具有较好的性能质量;试验梁挠跨比约为1/10 404,满足规范要求,但较为保守,可进一步优化线路结构参数,降低线路成本。     

中低速磁浮试运线轨道梁刚度研究北大核心

为给中低速磁浮轨道梁刚度设计提供参考,以株洲机车车辆厂中低速磁浮试运线32×20m简支轨道梁为背景,采用理论分析与现场荷载试验相结合的方法,对中低速磁浮轨道梁刚度进行研究,并参考各国相关规范对轨道梁刚度取值进行对比。研究结果表明:该试运线轨道梁实测应力均在2 MPa以内,应力水平较低,应力水平不控制主梁设计;轨道梁实测变形值仅为计算值的70%左右,具有较好的性能质量;试验梁挠跨比约为1/10 404,满足规范要求,但较为保守,可进一步优化线路结构参数,降低线路成本。     

轿车白车身隐式全参数化建模与多目标轻量化优化

利用SFE-Concept参数化设计软件,建立了某轿车白车身隐式全参数化三维几何模型,在此基础上建立了参数化白车身的有限元模型,计算分析了其低阶固有振动特性和白车身的扭转与弯曲刚度,并通过试验验证了分析结果的有效性。利用相对灵敏度分析方法选出66个白车身零件板厚作为轻量化设计变量,以白车身的总质量、扭转和弯曲刚度为优化目标函数,白车身的1阶弯曲和1阶扭转模态频率为约束条件,利用遗传优化算法对白车身进行了多目标轻量化优化。结果表明,轻量化后的白车身1阶扭转频率和1阶弯曲频率的变化均小于1%,虽然扭转刚度降低了4.5%,弯曲刚度降低了1.8%,但仍满足设计要求。而在不改变用材的情况下,白车身总质量降低了19.4kg,即减轻了6.4%,取得了明显的轻量化效果。     

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。