基于计算机模拟的车门扭转刚度的分析及评价

建立了车门变形分析的有限元模型,在2种工况下对车门的扭转刚度进行了分析。最后对车门关键部件对车门扭转刚度的影响进行了分析,并在此基础上提出了尺寸优化措施,在不减小车门扭转刚度的情况下,车门质量有所减轻,从而为车门轻量化的设计思想提供了参考。     

天然气牵引车车架轻量化研究

建立了某公司生产的天然气牵引车车架有限元模型,通过静动态分析得到了车架的刚度和典型工况下的强度及车架前4阶振动的固有频率和振型。以刚度最大为目标以体积分数为约束,应用基于OptiStruct的拓扑优化技术获得了弯曲、纯扭转和弯扭组合工况的拓扑优化材料分布图。根据拓扑优化结果对该车架进行二次设计,将鞍座前横梁改进为抗扭能力更强的新型横梁并在纵梁内侧前吊耳处加装一对衬板以提高局部刚度。对改进后车架结构进行尺寸优化以确定车架各结构最佳板厚。分析结果表明:最终优化得到的车架综合性能优于原车架,并实现了减重13.82%。     

纯电动客车车身骨架设计与优化

以纯电动客车的车身轻量化为目的,对某公司研发的中型纯电动客车车身骨架三维模型进行简化和修改,建立有限元模型。采用ANSYS软件对车身骨架进行匀速和急转弯工况下的受力仿真分析,得到该车车身骨架的应力和位移云图。以有限元分析结果为依据,选择较轻的铝合金材料取代原低合金钢材料对车身骨架进行优化。仿真分析表明:优化后的车身骨架应力和变形较原来有所降低,车身骨架质量比未优化前减少397 kg,在满足车身强度和刚度要求的同时,达到了减少车身骨架质量的目的。     

轿车白车身动静态性能及灵敏度分析

建立了轿车白车身有限元模型,应用HyperWorks软件进行动静态性能分析,得到白车身的弯曲刚度和扭转刚度及前10阶自由模态的固有频率和振型,同时对弯曲刚度、扭转刚度、1阶弯曲频率和1阶扭转频率进行评价。在此基础上,采用直接灵敏度和相对灵敏度结合的方法对白车身各部件进行灵敏度分析。结果表明:白车身弯曲刚度、1阶弯曲频率和1阶扭转频率满足要求,扭转刚度不满足要求,需要提高,同时灵敏度分析为白车身性能的优化提供了参考价值。     

凹梁式半挂车车架的动静态特性分析与计算

考虑悬架系统刚度的非线性变化因素,建立了凹梁式半挂车车架的有限元模型,基于ABAQUS软件进行满载工况的静态分析,利用经典力学方法对纵梁进行应力分析和计算,最后采用Block-Lanczos法对车架进行自由模态分析。结果表明:车架强度和刚度均满足设计要求,同时扭转和局部刚度需要加强。     

基于可靠性的电动汽车车身骨架设计分析

结合采样方法理论,分析蒙特卡洛法、超拉丁法及Hammersly采样法的特点。在Hyperstudy平台上耦合多性能工况共有随机设计变量,完成了其实验设计分析,基于Hammersly采样法,计算车身静态扭转刚度及自由模态2种工况的可靠度,分析了骨架的可靠性及置信度为90%以上的车身性能响应指标。     

新型GFRP组合梁桥荷载横向分布系数参数分析

对于新型GFRP组合桥梁，通过考虑GFRP桥面板与工字型钢纵梁组合共同受力，分析了跨长、纵梁间距、主梁尺寸及横撑刚度等各参数对桥梁横向荷载分布系数的影响。通过不同工况有限元数值分析，可知纵梁间距、跨长、纵梁位置及纵梁尺寸对荷载横向分布系数有重要的影响，横撑的刚度对跨度小于20m桥梁的横向分布系数有一定的影响。此结论对新型GFRP组合梁桥横向荷载分布系数确定有重要参考价值，并为桥梁设计提供了有效依据。     

轿车车门结构优化设计

利用Hyperworks软件对车门结构进行有效的参数修改与优化设计,以质量为目标,扭转刚度和频率为约束,在车门相对原始设计质量减少的情况下,提高了扭转刚度及一阶频率.通过不同优化方案对比,提出车门设计变量的选择原则,提高优化效率.     

车身静态刚度参数化有限元仿真分析系统开发

用空间壳单元shell93描述车身,利用耦合节点的方法,建立了各冲压件之间的焊接关系.在ANSYS中,建立了白车身的有限元模型.提取车身参数,开发了车身静态刚度的有限元仿真分析系统.以具体车型为实例,将有限元仿真分析得到的车身刚度衡量指标的变形量与试验结果进行了对比,二者非常吻合,证明了有限元仿真分析系统的可靠性.同时,有限元仿真分析系统还可以得到车身的扭转刚度、中部弯曲和尾部弯曲刚度及其Z向应力分布云图.对研究车身的静态刚度和车身的机构设计具有重要的实用价值.     

基于代理模型的焊接构架纵梁优化设计

以城际动车组焊接构架纵梁为研究对象,以构架纵梁的总体积为目标函数,以应力和位移为约束对其进行了拓扑优化设计.在拓扑优化结构的基础上,基于等效结构应力法分析纵梁相关焊缝的疲劳累积损伤值,并以纵梁板厚为设计变量,考虑应力、位移和焊缝疲劳累积损伤约束,构建焊接构架纵梁的抗疲劳轻量化模型.为有效地求解该优化模型,引入基于Kriging代理模型的序贯近似优化方法,并结合多岛遗传优化算法进行求解.经过拓扑优化设计和抗疲劳尺寸优化设计,最终实现纵梁结构减重约20.6%,该工作为城际动车组转向架构架设计提供了参考.     

某跨座式单轨车冲击座轻量化研究

通过HyperMesh软件Optistruct求解器对某跨座式单轨车底架冲击座进行了静强度分析,在超载拉伸工况和超载压缩工况下,冲击座的最大应力均小于许用应力,符合规范要求;在满足规范的情况下,对冲击座进行了拓扑优化和尺寸优化,确定了最佳的材料分布和最佳板厚,最终使冲击座质量减少了31.1％.优化效果可观,为以后机车车...     

货车车架尺寸优化设计

以某货车车架为原型,研究车架的实际工况、载荷条件,以建立合理的力学模型,对车架进行强度、刚度进行系统的分析,提出合理的结构尺寸优化方案,在满足强度、刚度性能条件下,体积减少了23.9%。     

混合动力客车车身骨架结构静态性能分析

混合动力客车能适应节能环保的要求,但目前大多数混合动力客车是通过传统油车改造而来,其附加的动力系统和电池系统对车身结构强度和刚度的影响与传统油车不同,借助有限元方法通过分析该车型主要的承载部件车身骨架在危险工况下的静态性能分析,分析骨架结构在危险工况下的应力和变形,找出结构设计不合理的部位,为后续车型的改进设计及轻量化设计提供参考依据。     

考虑UIC强度准则的轨道车轮辐板渐进结构拓扑优化方法

为了提高轨道车轮的结构性能, 利用渐进结构拓扑优化方法(ESO)建立了轨道车轮的结构优化模型; 以双S型轨道车轮为设计蓝本, 分析了轨道车轮的辐板设计域, 提出了轨道车轮在多工况作用下的渐进结构拓扑优化方法; 介绍了利用渐进结构拓扑优化方法实现结构应力均匀化的优化思路; 根据《整体车轮技术检验》(UIC 510-5:2003)标准, 分别考虑了轨道车轮在直线工况、曲线工况和道岔通过工况, 不仅获得这3种典型工况共同作用下的拓扑优化结构, 而且还获得了3种典型工况依次作用下的6种拓扑结构; 对比了优化前后车轮辐板的应力, 并利用有限元工具验证了优化后车轮的辐板应力特性, 证明渐进结构拓扑优化方法的正确性和有效性。研究结果表明: 利用渐进结构拓扑优化方法对轨道车轮的拓扑优化是适用的; 在车轮质量不增加的前提下, 优化后车轮辐板的厚度增加且不等厚, 有效地减小应力集中, 降低结构应力; 对比原双S型车轮, 优化后6种车轮模型的结构性能均有所提升, 分别提高了16.6%、20.7%、22.5%、21.3%、20.1%和19.5%, 其中, 方案3的优化车轮在3种工况下辐板处的最大结构应力分别降低了4.0%、14.5%和6.7%。研究有助于轨道车轮结构强度的提高, 并对多工况耦合作用下轨道车轮结构优化具有重要的参考价值。      

微型汽车车架轻量化研究

以某微型汽车白车身为例,建立白车身的有限元模型,采用有限元法求得车架优化前白车身的动静态特性,计算结果为下一步车架轻量化设计提供参考依据.基于超单元法与灵敏度分析方法,以车架重量最小为目标函数,在保证白车身车架动静态特性不降低的前提下,优化微型汽车车架关键构件厚度.优化后的车架质量下降6.39%,白车身的弯曲刚度提高1.0%,白车身的一阶模态频率提高了0.41Hz.     

刚性悬索加劲钢桁梁桥施工阶段力学性能(英文)

采用空间有限元方法对刚性悬索加劲钢桁梁桥的施工全过程进行了仿真分析,通过变化边界条件与施加节点强制位移分别模拟结构体系转换和内力调整,采用释放纵梁一端的纵向刚度来模拟纵梁长圆孔的影响,对比了6种主要工况下结构的内力和位移.分析结果表明:通过体系转化和内力调整,能有效地使刚性悬索与钢桁梁共同受力;横、纵向内力调整能使结构的中边桁与中边跨的内力差异减小到5%以内;在纵梁两端设置长圆孔能有效避免其过早参与纵向受力,仅使整体结构的内力与挠度增加10%左右,但使得纵梁与横梁的最大组合压应力分别从-271.1、-505.8 MPa降低到-63.0、-178.0 MPa,小于材料的容许应力210 MPa.     

大型桥梁构件的起重吊具结构优化建模及有限元计算

针对跨海大桥建设中，大型桥梁构件的起吊问题，结合海上运架梁用2500t起重船起重机的吊具设计，讨论了以吊具结构主梁构件重量为优化目标的主梁截面优化设计，使得该结构主梁重量较轻．利用有限元技术对该吊具结构建立有限元模型，计算了该吊具结构在各计算工况下的应力分布情况，满足了设计和安全使用的要求．     

基于HyperWorks的引擎盖安全钩优化设计

某型轿车引擎盖安全钩在性能检测时发现手柄末端横向位移过大,经有限元分析得知该问题是由于安全钩支架的扭转刚度不足导致.在不改变安全钩支架制造材料的前提下,基于HyperWoks的结构优化技术对支架进行改进设计,在支架的扭转刚度得到较大提高的同时,质量减轻了11.4%.     

半承载式客车车身骨架动静态特性分析

建立了板梁单元相结合的客车有限元模型,通过静态电测试验验证了模型的准确性.计算静态条件下对车身骨架影响较大的扭转状态下的应力、弯矩、扭矩分布,并通过观察车身骨架的变形获悉客车结构的静态特性.对客车骨架进行谐响应分析,以考察发动机怠速运转时,悬置点以及地板上不同位置的动力响应随频率的变化关系,得出对客车结构影响较大的频率...     

基于A柱结构改进的某越野车偏置碰撞性能优化

为了提升某越野车40%偏置碰工况的碰撞安全性能,对车身A柱结构进行了优化,建立了可信度较高的有限元仿真模型,通过分析试验和仿真结果,提出了优化方案。该方案能满足工艺要求及重量要求,又能使偏置碰性能大幅度提升。优化后,偏置碰工况的门框变形侵入减少37%~51%,IP后退量减少约40%,踏板投影点侵入减少4%~25%。