某汽车排气管吊耳支架拓扑优化设计

用变密度法建立结构拓扑优化的数学模型,利用有限元分析软件Hyperworks中的Optistruct模块对某车型汽车排气管吊耳支架进行拓扑优化设计,并对优化后的结构进行强度分析和台架试验。试验结果表明,优化后的结构强度要优于优化前的结构强度。应用此方法可大大缩短汽车钣金类零件的设计周期,减少生产成本。     

车门烘烤变形原因及改善策略分析

车门喷涂过程的烘烤变形一直以来属于业界复合型疑难问题,文章为了解决此问题,提出行之有效的改善对策。以某车型车门总成为例,通过实物验证试验,3D测量等方式,跟踪其喷涂过程几何尺寸的变化,研究其烘烤变形规律。然后从车门里板、车门导轨、铰链螺母板等车门设计结构和制造工艺分析其烘烤变形的原因。在前期设计阶段,提出采用车门里板拼焊、车门总成包边后单边点焊、车门铰链加强板与导轨分开点焊等焊接工艺,在车型工业化调试阶段,提出车门焊接夹具矫形、铰链螺母板匹配调整,补偿烘烤变形量。经过实车验证,此研究成果改善了外观间隙面差,对于提升整车感知质量水平,减少客户抱怨具有重大意义,同时也为尾门、发动机罩等开闭件烘烤变形的改善提供参考。     

大学生方程式赛车制动踏板拓扑优化设计

为了更好实现赛车的轻量化设计目标,针对制动踏板,利用拓扑优化的方法对制动踏板进行结构优化并重建模型,并与原始制动踏板做强度分析与疲劳分析的结果对比。结果表明,拓扑优化设计后的制动踏板,其变形量、应力分布均好于原始制动踏板,并且质量降低了22.1%,实现了轻量化设计目标,对赛车零部件设计思路具有一定的指导作用。     

基于OptiStruct的重型车板簧支架优化设计

针对重型车板簧支架的优化问题,为了减轻质量,增强支架刚度,文章利用HyperMesh平台建立重型车板簧支架的有限元模型,在OptiStruct中进行有限元分析,最后借助OptiStruct优化工具进行了拓扑优化.优化后对板簧支架进行详细的模型设计,并与原结构的有限元结果进行对比,结果表明,优化后的结构质量减轻了约15％,转弯工况下应力降低11.4％,材料的分布更为合理,该优化设计为重型车板簧支架的设计提供了依据.     

重型载货汽车复合空气悬架导向臂支架优化设计

针对某重型载货汽车复合空气悬架导向臂支架在道路试验中失效的问题,建立该导向臂支架的有限元模型,应用有限元法对其进行静强度和疲劳寿命分析。基于连续体结构拓扑优化技术对支架进行优化设计,并对改进后的模型进行静强度、疲劳寿命的计算。结果表明,经过优化设计的导向臂支架强度和疲劳寿命都得到提高,质量也有所减轻,且经实车试验验证了优化方案的可靠性。     

某重型商用车板簧支架拓扑优化设计

根据折衷规划法相关理论,建立板簧支架多工况拓扑优化模型,在工程约束下对结构进行拓扑优化设计。首先,对建模过程中用到的材料插值模型、折衷规划法进行讨论,根据实际问题选择适当的模型模拟相关问题;随后,对已有设计方案进行有限元分析,了解结构在四种工况下的性能;之后,利用Hyperworks进行板簧支架多工况拓扑优化设计,并完成模型重构;最后,对重构模型进行性能分析,验证其是否满足工程需求。结果表明:利用折衷规划法进行拓扑优化设计,可同时满足结构在多个工况下的设计需求,实现结构轻量化设计。     

油气弹簧独立悬架横臂拓扑优化设计

针对重型特种车独立悬架系统双横臂结构,通过建立整车多体动力学模型,计算得到上、下横臂在3倍垂直载荷、侧翻和紧急制动工况下的受力。在此基础上,借助Optistruct拓扑优化软件,基于变密度法对上、下横臂结构展开了以体积分数(质量)最小为优化目标,结构位移为约束的拓扑优化设计分析,并对拓扑优化后的上、下横臂结构进行强度校核和跑车试验验证。结果表明,在结构强度和可靠性满足设计要求的条件下,拓扑优化后上横臂结构减重10%,下横臂结构减重7.9%,取得较好的轻量化效果并且降低了制造成本。     

铝合金客车转向柱支架优化设计

在整车CAE分析和实验验证符合装车要求的基础上,采用Hyperworks软件对现有的铝合金转向柱支架进行有限元分析,以原有结构的静态性能为参考,采用Optistruct软件进行拓扑优化和尺寸优化分析。通过三轮优化分析,最终设计出全新的转向柱铝合金固定支架。结果表明,在保证转向柱支架使用性能的情况下其重量有了明显的降低,轻量化效果达到66.9%,同时零部件数量和铆钉数量也有了明显的减少,并且生产操作更方便。     

基于HyperWorks冷却模块支架有限元分析与拓扑优化

本文基于Altair OptiStruct的拓扑优化功能,通过对某型号汽车冷却模块支架进行研究,以有限元分析软件Hyper Works9.0为工具,达到降低板壳单元结构关键部位应力的目标,优化设计出满足要求的支架结构。计算结果表明,优化后的支架有效地改善了关键部位的应力,提高了整个冷却系统的耐久性能,满足设计要求。     

基于模态方法的车门动态特性研究

基于理论和试验模态分析,对某新开发轿车车门进行了动态特性研究.通过对比车门理论模态和试验模态的固有频率和振型,验证了理论模型的正确性.综合考虑整车激励频率及车门和白车身共振可能性,以车门模态频率为优化目标,各板件厚度为设计变量,优化了车门的动态性能,使车门在增加少许质量和减少下沉量的同时,各阶固有频率值均较好地避开了整车激励频率和白车身固有频率.     

悬置支架的优化设计与疲劳寿命分析

针对某型轿车变速器悬置支架在道路试验中失效的现象,提出了有效的解决方案。建立了悬置系统动力学模型,进行动力学仿真分析并获得载荷数据。进而应用有限元方法对变速器支架进行分析;根据分析结果,使用连续体结构拓扑优化技术对支架模型进行优化设计;结合台架试验和疲劳寿命预测对变速器悬置支架疲劳寿命进行分析以验证改进方案的有效性和可靠性。     

车身壁板自由阻尼层稳健性优化设计

在车身壁板自由阻尼层的优化设计中,提出了考虑阻尼材料参数不确定性波动的稳健性优化设计方法。首先,在车身防火墙、地板和顶棚等区域全敷阻尼材料;其次,以等效辐射声功率(ERP)为优化目标对阻尼层布局进行拓扑优化并验证优化效果;最后,以阻尼层厚度为随机设计变量,损耗因子和弹性模量为随机变量,质量最小为优化目标,并结合径向基函数(RBF)近似模型、蒙特卡洛模拟(MCS)和序列二次规划算法(SQP)对阻尼层进行6σ稳健性优化设计。结果表明,优化后车身自由阻尼层的总质量减少了50.45%,并且车身结构噪声性能达到了6σ质量水平,实现了保证车身轻量化要求下的阻尼层稳健性优化的目标。     

某重型载货汽车驾驶室翻转液压缸下支架轻量化设计

针对某重型载货汽车驾驶室翻转液压缸下支架存在结构强度过剩、零件种类及数量、装配工序较多等问题,对结构进行综合优化设计。采用正向设计思路,提取支架准确载荷,优化原力学模型,借助CAE软件进行拓扑优化,实现等强度设计目标;优化结果表明,优化后方案应力分布更加均匀,材料利用率提高,实现了质量大幅降低。     

基于HyperWorks的电机控制器支架有限元分析及改进

本文以HyperWorks10.0软件为工具,对某电动重卡的电机控制器支架进行了有限元分析,确定了支架的应力分布情况;同时对支架结构进行了拓扑优化,并将优化前后支架的应力、位移和质量做了比较。结果表明,优化后的支架既满足刚度和强度的要求,又有效地减轻了质量,达到轻量化设计的目的。     

汽车动力总成悬置支架的多目标拓扑优化

汽车动力总成悬置支架设计是一个静动态多性能指标的优化过程。为克服单目标拓扑优化的局限性,以静态多工况下刚度和动态特征值为性能指标,采用折衷规划法定义目标函数,构建多目标连续体结构拓扑优化数学模型,进行悬置支架多目标拓扑优化。依据拓扑优化结果并考虑制造工艺性等要求,对悬置支架进行详细设计。最后对支架设计模型进行强度校核、模态仿真分析和耐久性试验验证,结果表明,采用所提出的方法进行悬置支架的概念设计可行且有效。     

商用车前下部防护结构优化设计

应用有限元分析软件对商用车前下部防护装置进行了拓扑优化设计和尺寸优化设计,并进行了静力仿真分析和台架试验,表明了基于拓扑优化和尺寸优化的设计方法可有效实现结构轻量化设计,同时也减少了产品设计开发的时间和成本。     

FSAE赛车差速器支撑架可靠性与轻量化协同优化设计

为提高FSAE赛车传动系统差速器支撑架的结构强度并减小其质量,采用协同优化与可靠性分析方法,以安全系数、最大应力和质量作为协同优化目标,选取支撑架的疲劳寿命和最小安全系数为可靠性约束,建立可靠性优化设计模型;基于有限元分析的样本点数据进行求解,对有限元仿真结果进行拓扑优化并设置结构参数变量。结果表明,优化后结构满足工程设计所需强度和安全要求,在最小安全系数仅减小3.61%的情况下支撑架质量减少7.14%,达到了优化目标。     

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。     

汽车动力总成悬置支架的优化设计

汽车动力总成悬置支架是动力总成悬置系统的安全件和功能件，它的结构强度影响汽车的安全性，其一阶固有频率对车内噪声有较大的影响。以某轿车动力总成悬置支架为分析对象，阐述了对悬置支架优化设计时。设计空间与非设计空间确定、拓扑优化与形状优化的过程等。优化结构与试验结果的对比分析表明．建立的悬置支架优化设计方法对悬置支架的设计计算分析是有效的。     

基于有限元技术的汽车支架拓扑优化设计研究

用变密度法建立了结构拓扑优化数学模型,阐述了利用有限元法进行结构拓扑优化的过程。以汽车上某支架为例,在有限元软件Hypermesh中进行拓扑优化设计,并对优化结构进行了台架试验。试验结果表明,结构拓扑优化结果与载荷大小无关;基于有限拓扑优化方法得到的结构优化方案是合理的受力承载结构。