基于区域灵敏度的发罩结构优化设计

传统的灵敏度分析对象都是车身结构的零部件,对汽车结构性能提升的指导也大多局限于板件厚度的减薄与加厚,而且都是通过对车身板件厚度灵敏度分析,没有对零件的各个区域进行灵敏度分析,并进行结构优化设计。本文提出了一种将零件划分为不同的区域,通过各区域对结构性能的进行灵敏度分析,并对灵敏度较大的零件区域进行结构设计的方法,可以避免在零部件结构优化中对结构修改的盲目性,提高设计效率,减少设计成本。本文以发动机罩为例,对发动机罩的扭转刚度进行提升,首先将内板进行区域划分,通过内板各区域对发罩扭转刚度的灵敏度分析,获得对发罩扭转刚度贡献较大的内板区域,并对该区域内板进行结构优化设计,最后通过CAE分析验证,证明了结构优化的有效性,该方法可以推广应用到车身其它零件的结构优化设计中。     

基于区域灵敏度可视化的车身结构优化

传统的灵敏度分析对象针对的是单个零部件的厚度,无法对车身任意包含多个零部件的关键区域进行分析,对于分析结果,鲜有人进行可视化方法研究。针对以上问题,提出了区域灵敏度分析方法,在每个区域设置一个该区域零部件共用的区域设计变量,通过该变量的变化来控制区域内各个零部件的厚度变化。提出区域灵敏度分析结果的可视化方法,将得到的灵敏度分析数值进行可视化,能够直观快速地看出各个区域间的灵敏度大小关系。对某一国产车型进行区域灵敏度分析并将结果可视化,对区域设计变量进行优化,并结合工程实际提出结构优化方案。应用实例表明,区域灵敏度分析能够用来识别车身任意区域的灵敏度大小,该可视化方法为数据的快速识别提供了重要思路。     

灵敏度分析在车身结构优化设计中的应用

应用灵敏度分析的方法对车身结构进行优化设计。首先,根据有限元分析,获得车身的模态和刚度性能;再次,以车身模态和刚度为约束条件,车身质量最轻为优化目标进行灵敏度分析,根据灵敏度分析结果选择合理设计变量,进行车身结构优化。优化后,不但实现了车身轻量化,还提高了车身模态频率和刚度。     

客车结构优化设计

把灵敏度分析引入到客车结构优化设计中,通过对某型客车各梁的相关参数相对于整车质量变化的灵敏度分析,找出对质量变化最敏感的设计参数,再对其进行尺寸优化,计算出最优数值,根据型钢标准对优化结果进行圆整,从而得到改进后的尺寸,对客车结构的改进提供指导,提高优化设计的效率,减少其盲目性。     

轮胎质量改进

为了改进轮胎质量及其使用寿命，分析了影响轮胎制造质量及其使用寿命的因素，改进了轮胎结构、胶料配方、花纹设计及轮胎生产工艺等。道路试验结果表明，轮胎的各项性能均达到了性能标准。     

基于Pro／E的车辆转向梯形机构的设计

汽车转向梯形机构合理匹配设计能够有效减少轮胎在转向时的滑动，降低轮胎的异常磨损。本文通过初始设计过程中引入Pro／E软件对建立的模型进行分析以及对实体模型进行校核优化，获得了理想的优化结果。     

基于灵敏度分析的串杆结构优化设计

在串杆的结构设计中引入灵敏度分析理论,通过对串杆相关结构参数相对于串杆重量以及串杆危险截面应力的灵敏度分析,确定各设计参数对重量变化和对应力变化影响程度。并根据灵敏度分析结果,确定最适合的优化方案,从而得到串杆的最优结构尺寸。该设计思路更加适合参数较多的复杂结构件的优化设计,可以为优化参数的设置提供科学的指导。     

新型无气轮胎与子午线轮胎有限元分析对比

为了获得新型无气轮胎在静态固定载荷下的接地性能,利用有限元非线性理论对其进行了非线性大变形接触分析。考虑轮胎的几何非线性、材料非线性及接触非线性,建立了无气轮胎三维有限元接地模型,得出了无气轮胎在径向载荷下的变形、应力分布、径向刚度。为了进行对比研究,也对普通子午线轮胎进行了同样的分析。分析的结果可作为无气轮胎的设计及优化依据。     

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。     

轮胎匹配不同宽度车轮性能变化研究

轮胎允许匹配安装多种型号车轮,装不同车轮所表现出来的性能会有所差异,本文对同一个轮胎装配不同宽度车轮方案进行参数测试,主要包含轮胎轮廓、轮胎接地印痕、车轮静态刚度、车轮力学性能;将测试结果用于整车动力学模型进行操控稳定性分析,同时将各方案装于整车上进行客观和主观测试。分析车轮参数、仿真分析结果、整车测试结果之间的关联。总结出轮胎装不同宽度车轮其在整车上的操纵性能变化规律,用于指导汽车设计过程中车轮型号的选择。