行人保护头型冲击器有限元建模方法研究

通过对行人保护法规试验有限元仿真所用的头型冲击器建模方法进行研究,提出一种快速准确建立头型冲击器有限元模型的方法.该方法通过确定不同头型冲击器的关键影响设计参数,推导头型冲击器法规所要求的质量、质心坐标和转动惯量方程,从而确定头型冲击器的几何参数;根据法规对头型冲击器跌落、侧向冲击及频率的要求,确定了头型冲击器有限元模型材料参数.有限元模型验证结果显示,所提出的头型冲击器有限元建模方法有效.     

斯太尔K38型汽车后轴的非线性有限元分析

建立了斯太尔K38型汽车后轴非线性有限元计算模型。对计算结果的分析认为,超载是该车后轴壳损坏的原因。     

基于层合板理论的碳纤维结构刚度分析

基于碳纤维复合材料层合板设计理论对后行李箱盖总成进行设计,并采用有限元方法对碳纤维行李箱盖总成进行刚度工况CAE分析。通过修正碳纤维复合材料弹性常数,得到合理的计算模型,并基于该模型优化结构,最终满足设计要求。     

基于有限元法的铝合金轮毂耐冲击研究

本论文以三维造型软件UG和非线性有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA为工具,建立了包括铝合金轮毂,轮胎和冲击块在内的非线性有限元力学模型。有限元模型的建立结合试验定义了铝合金的材料参数;依照ANSYS/LS-DYNA接触算法中罚函数方法的要求定义了轮毂与冲击块和轮胎与冲击块的接触;同时根据轮毂各部位的结构和功能特点在有限元网格划分时运用了分块划分的方式,大大降低了单元和节点数量,提高了计算效率。对所建立的非线性有限元模型进行数值模拟和仿真,对危险部位失效的可能性进行了预测,以实际冲击试验对两个不同冲击部位进行试验验证。同时研究了减薄轮毂厚度对轮毂耐冲击性的影响。该有限元模型的建立和分析方法为轮毂设计人员在前期开发时提供了有益的思路。     

座椅行李箱冲击仿真分析

为达到缩短汽车座椅开发周期,降低研发成本的目的,文章依据欧盟法规ECER17并采用有限元分析方法对座椅行李箱冲击试验进行了仿真分析。表明初始模型后排座椅严重变形。将座椅进行优化,在原座椅基础上新增加强板及加强管,并对座椅骨架材料及与车身连接件进行修改,最终优化方案通过了试验验证,符合法规要求。说明仿真分析可有效模拟行李箱冲击试验,验证了有限元分析在座椅设计开发中的重要作用。     

多连杆悬架后轴节强度分析与优化设计

以某车型多连杆悬架后轴节为研究对象,应用有限元分析技术与结构优化设计方法,分析后轴节的装配连接方式和载荷边界条件,开展原结构方案的强度校核,确定后轴节的优化设计方案,减重15%,并通过仿真与路试验证了优化方案的可行性与可靠性。     

冲击载荷作用下的车桥瞬态响应分析

汽车在行驶过程中,经常会碰到路障或凹坑,这时会对车桥形成较大冲击。文中利用Simulink模拟汽车通过路障时的冲击信号,获得了在此激励下的动载荷。根据汽车振动及有限元理论,以某轻型货车的车桥为例,利用有限元分析软件ALGOR,建立了车桥的有限元模型,并进行了瞬态响应分析,由此可以确定车桥上各点承受随时间变化的位移及应力的动态响应,从而完善了车桥的有限元动态设计方法。     

独塔单索面斜拉桥动力特性分析与试验研究

独塔单索面预应力混凝土斜拉桥的动力特性有别于普通的大跨多塔斜拉桥,掌握其性能对研究其抗震性能与车振性能至关重要。通过某独塔单索面斜拉桥的现场脉动试验、跑车试验、跳车试验以及刹车试验等,测试了该桥的频率、振型、阻尼系数及冲击系数等动力参数。同时采用有限元分析方法建立了该桥的三维空间有限元模型,并进行了动力特性分析。对比结果显示,数值分析与实测吻合较好,该桥实际动刚度大于设计动刚度。     

多轴移动荷载下沥青路面的动态响应特性

为分析多轴移动荷载下沥青路面的动态响应特性,通过现场调查建立了不同轴型作用下沥青路面的三维有限元模型,分别研究了单后轴、双后轴及三后轴轴载均匀分布、三后轴车轴载不均匀分布及三后轴车前轴悬空条件下对路面的影响。结果表明:多轴车轴距大于3 m时,各轴对路面的作用相互独立,轴数的增加对路面竖向位移产生叠加作用,对路表最大剪应力及压应力影响不明显;三后轴车中轴对路面竖向位移作用最大,较前轴及后轴分别增大23.7%和18.2%,中轴及后轴对路表剪应力有一定影响,而各轴对路表最大压应力基本没有影响。研究结果显示多轴车轴载不均匀分布对路面破坏会产生较大影响。     

车轮不平衡对卡车NVH性能的影响

通过有限元分析方法,经过合理简化,建立某重型卡车整车有限元模型,通过仿真计算及试验对该模型进行标定;运用HyperWorks软件对该车进行车轮不平衡激励的传递函数分析,结果表明该车在设计速度内的轮胎不平衡激励响应在合理范围内;对试制样车进行NVH(噪声、振动与声振粗糙度)性能测试,结果表明该车在设计速度范围内没有出现明显的抖动。     

某微车座椅骨架的轻量化拓扑构型设计

采用基于变密度法(Solid Isotropic Microstructures with Penalization,SIMP)的拓扑优化法对某车后座座椅骨架进行轻量化设计。考虑在安全固定点工况下的座椅强度与刚度性能,建立了座椅和白车身的有限元模型,并通过试验验证了模型的合理性。将该有限元模型转化为基于SIMP的体积约束下柔度最小化模型,通过OptiStruct软件进行拓扑优化,并考虑了高强度材料的应用,最终使座椅总质量降低了2.585 kg,得到一种符合强度、刚度和轻量化要求的座椅骨架构型设计方案。     

某特种车架在冲击载荷下的瞬态响应分析及疲劳寿命评估研究

首先对某特种车辆车架结构进行了分析,建立了合理的有限元模型.接着对其在冲击载荷的6种极限工况下的瞬态响应进行研究,并通过试验得到验证.最后在此基础上开展了冲击载荷下疲劳寿命的评估,为车架的改进设计提供了指导.     

基于U肋横向影响线的轴重识别算法研究

BWIM系统应用于正交异性桥面(Orthotropic Steel Deck:OSD)时,纵向U肋是搭载BWIM系统的优良载体。当车辆在OSD横桥上不同位置时,由于U肋的局部受力特点,其纵向U肋之间的响应会呈现出一定的规律性。提出利用U肋的横向影响线对车辆轴重识别的方法,并对该方法进行了理论计算推导。通过对实桥开展标定试验、静力试验和有限元ANSYS对桥梁箱梁节段进行模拟,并利用该方法对桥面车辆荷载进行识别,结果表明:有限元模型能够真实反映桥梁节段模型的真实受力情况;基于U肋横向影响线的轴重计算方法能够有效识别桥面车辆荷载,识别结果较为理想。进一步分析发现,后轴的结果总是优于前轴的识别结果。     

乘用车排气挂钩动刚度分析及优化

汽车排气系统通过排气挂钩连接在车身上,在发动机运行过程中,会承受来自发动机本体的排气冲击激励。排气挂钩动刚度对汽车噪声-振动-声振粗糙度(NVH)性能至关重要。针对白车身测试的排气挂钩动刚度未满足设计要求的问题,搭建对应的有限元模型进行动刚度仿真分析,结合分析结果及诊断提出3种优化方案。将优化方案在实际白车身上进行动刚度试验验证,结果满足目标要求,验证了该方法的有效性,表明有限元分析在一定程度上可以指导汽车前期设计和优化。     

单、双后轴车路基弯沉检测的相关性分析

为研究单后轴车(标准车)与双后轴车在路基弯沉检测之间的相关性,依托霍州~永和关高速公路,分别测定单、双后轴车在不同填料路基上的弯沉值,并分析两者之间的关系;采用有限元ABAQUS对实际情况进行模拟计算,进一步说明两者间弯沉关系;最后基于路基弹性半空间体理论,对单、双后轴车弯沉关系进行一定程度的解释。结果表明:无论是现场实测、软件模拟,单、双后轴车弯沉值间均为线性关系,且路基填料种类理论上对该关系无影响。该结论为双后轴车用于路基弯沉检测提供了技术基础。     

暗挖隧道下穿跨河桥部分桥桩的影响分析及对策——以北京地铁14号线北工大站-平乐园站区间为例

为研究在不降水情况下暗挖隧道下穿跨河桥桥桩的影响并确定设计与施工方案,以北京地铁14号线北工大站-平乐园站区间(以下简称北-平区间)为例,根据暗挖隧道下穿桥桩后结构变形特点建立有限元模型,进行计算分析后进一步细化设计方案（暗挖断面架设临时仰拱）; 采用全断面深孔注浆对土体进行预加固,同时兼做堵水措施。施工过程中对桥桩变形进行全过程监测,并与有限元模型计算结果进行对比。目前该隧道已经通过竣工验收,桥梁结构稳定,最终变形收敛至稳定值。结果表明： 暗挖隧道通过架设临时仰拱+注浆堵水下穿桥桩是可行的; 有限元模型可预测隧道下穿桥桩的变形,可为今后类似工程提供参考。     

后排座椅抗移动行李冲击的优化设计

强制法规GB15083-2006修订版增加了附录F<行李位移乘客防护装置的试验方法>,其目的为防止在车辆碰撞过程中,行李舱内行李向前运动,冲击后排座椅靠背,从而造成对乘员伤害.通过有限元分析方法对某车型后排座椅靠背的相关性能进行预测,并运用有限元分析方法对该车型后排座椅靠背与车身的固定点进行改进,经试验验证,最终该车型满足了GB15083-2006附录F的要求.     

某重型商用车的车架结构优化设计

以某重型牵引车车架为研究对象,建立了该型车架的有限元模型,进行了车架模态的仿真与试验,并将结果进行了对比分析,验证了有限元模型的准确性;根据重型牵引车的承载特点和行驶工况,对该车架在满载弯曲工况和满载扭转工况进行静态应力分析,考察车架在典型工况下的应力分布,以此评价车架设计的合理性。在此基础上,对车架的连接横梁进行了结构优化,对改进方案进行了有限元分析,并通过DOE分析确定了最优方案。通过车架结构优化设计及工程实践,反映了利用有限元法进行车架的设计和分析,具有精确可靠、周期短、费用低的优势,显示出了广泛的应用前景。     

高墩大跨连续刚构桥模态试验及分析

采用固定-移动点测试法对某高墩大跨连续刚构桥的模态进行测试,并进行有限元自振频率计算,通过理论计算结果与试验结果的比较,对该桥状态进行评定。结果表明,所采用的动力试验方法和有限元动力计算模型对于验证设计及进行桥梁安全运行状态评估具有一定价值。     

汽车方向盘振动的优化研究

汽车方向盘在某怠速或某些工况下容易产生共振。利用UG软件建立三维模型，并通过ANSYS有限元分析软件建立有限元模型，首先利用模态分析法分析其固有频率，并进行实验，分析其实验模态频率，查找该方向盘有限元模型的可靠性。根据汽车方向盘实际工作情况，找出该方向盘的设计不足，进而对方向盘结构进行优化，通过实验验证，满足了实际要求。