概念车身框架结构的多变量截面参数优化

建立了由Timoshenko梁单元、Mindlin四边形板单元及接头单元构成的概念车身框架结构简化模型,并对该复杂结构进行了参数优化.为简易求解,将梁单元的力学特性参数转为截面几何变量,以梁单元、板单元截面几何参数为设计变量,以车身框架质量最小、刚度最大为目标,建立多目标优化模型,并采用Pareto遗传算法进行求解.算例表明:经过有限代进化,所有个体全部落入可行域内,并最终找到较优解;优化后的模型车身质量减轻,刚度提高.     

概念设计阶段的车身结构分析

在某款轿车的概念设计阶段,建立了概念车身结构的几何模型,采集了若干典型的车身梁截面.根据接头的力学特性,利用弹簧单元和刚性梁单元对接头进行了模拟,计算了车身5种典型接头的刚度.求取了概念模型的弯曲刚度、扭转刚度和模态,并与详细设计结果进行对比.结果表明,概念设计计算结果与详细设计的结果基本相近,说明采用所提出的概念设计方法,能够比较准确地预测车身结构的性能.     

某全承载式客车骨架建模方式对仿真结果影响的探究

对某全承载式大客车骨架分别进行壳单元和梁单元建模,并对两种模型进行振动模态和静态刚度的仿真分析。结果表明,在全承载式客车骨架设计初期,采用梁单元代替壳单元进行建模是可行的,效率更高,便于骨架结构改进设计,且两者仿真计算精度相当。     

桥梁基础刚度有限元模拟的正交三梁模型

地基和基础的柔性对上部结构的变形或总体线刚度有一定影响,在车桥耦合振动等结构静、动力分析中合理模拟基础刚度是必要的。针对当前常用基础刚度模拟方法的局限性,提出一种基础刚度有限元模拟的正交三梁模型,其原理是采用具有1个公共节点的3个正交的梁单元,通过联合求解确定3个梁单元各自的刚度特性,从而使3个正交单元公共节点处的刚度和承台中心的基础刚度等效。通过实例验证,该正交三梁模型可准确模拟基础刚度矩阵的各主元素和交叉项,简单实用,便于结构有限元建模,具有推广价值。     

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...     

基于自由尺寸优化的车身结构嵌件优化设计

为研究车身结构嵌件对白车身扭转刚度的影响,基于白车身扭转刚度仿真分析模型,首先通过自由尺寸优化方法找到结构嵌件在车身关键接头的嵌入位置,再用工程塑料内外饰零件的建模方法设计嵌件骨架结构,然后再次通过自由尺寸优化方法对嵌件骨架进行结构优化和轻量化,从而得到兼顾白车身扭转刚度和重量的嵌件结构。仿真分析结果表明:白车身在重量仅增加0.4%的情况下,扭转刚度提升5.5%,整体一阶扭转模态频率提升5.9%。     

极限组合工况下客车车身骨架刚度和强度分析

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。提出了通过计算极限扭转组合工况来检验客车车身骨架的刚度和强度的新方法,使用该方法达到了验证文中所研究的客车在极其恶劣的路面上行驶时,车身骨架的刚度和强度能满足使用要求的目的,同时这种组合工况方法为客车骨架有限元分析的工况选择方面提供了新的参考。     

基于刚度的客车车身承载度评价

建立某款客车骨架的有限元模型,利用UG/NASTRAN求解器,计算该客车骨架的弯曲刚度和扭转刚度。通过车身承载度的评价,了解局部结构在整车承载中的贡献率,为后续改进车身结构提供参考。     

某电动客车车身骨架结构性能分析

使用CATIA软件建立某电动客车车身骨架模型并导入HyperMesh软件中,通过添加约束和载荷建立基于壳单元的车身骨架有限元模型,运用该模型进行车身弯曲刚度与扭转刚度计算,并对骨架进行模拟实车的静态工况如弯曲和扭转等分析,获得不同工况下骨架应力和应变分布情况,然后对骨架进行模态分析,得到车身骨架的整体振动响应。结果表明,该车除极少部位存在应力集中和振幅较大的问题外,其他部位受力较为均匀,整车骨架结构刚度与强度在材料的屈服极限之内。     

基于概念设计的车身接头等效简化方法

为了在概念设计阶段构建更为精准有效的车身框架模型,文章提出一种以梁、刚性单元和扭转弹簧组合的车身接头等效简化方法,并提出了一种计算接头刚度的新方法。并验证了该方法的正确性。使用该方法简化的车身接头,车身框架的静态刚度偏差在2%左右。这种车身接头的等效简化方法,具有计算效率高、等效精度高以及操作简单等优点,可以很好地运用到车身前期概念设计工作中。     

轿车车身概念设计阶段采用梁板混合模型的正面耐撞性仿真研究

根据薄壁梁的轴向压溃和弯曲的基本理论,获取了薄壁梁的刚度特性。采用6自由度非线性弹簧单元和它与梁单元的组合分别代替原方管轴向压溃和弯曲有限元模型中壳单元的分析结果表明,它们能较好地模拟薄壁梁的碰撞变形过程。然后,将其用于建立某轿车前舱结构的梁板混合分析模型,分别用梁板混合模型和原板壳详细模型进行正面碰撞仿真,结果对比表明梁板混合模型不但能和板壳模型同样好地预测轿车的正面碰撞性能,而且可缩减约85%的仿真时间。     

基于正交试验的大型客车车身结构多工况拓扑优化研究

建立了某大客车车身骨架结构有限元梁单元模型,并进行了静态工况下的刚度和强度分析.分析结果表明,该客车车身结构局部刚度偏小,应力偏大.通过正交试验得到各子工况最优权重系数组合,以局部大应力区作为拓扑空间,以加权柔度为目标函数,约束拓扑空间的质量分数,进行多工况拓扑结构优化.优化结果表明,在质量略有增加情况下,该客车车身结...     

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...     

全承载大型客车车身骨架梁单元与壳单元模型有限元计算对比

建立某款全承载大客车车身骨架梁单元、壳单元有限元模型并分析计算,对比模态、扭转静刚度和静强度分析结果并进行了试验验证。从反映整车性能的模态和扭转静刚度分析结果看,两种模型吻合较好,且与试验结果的相对误差小;从反映整车局部性能的静强度分析结果看,两种模型计算结果存在差异,壳单元模型计算结果与试验结果较吻合,梁单元模型计算得到的应力值普遍低于试验结果。     

车身整体骨架强度与局部截面形状分析

根据实际研究课题的需要,在对典型豪华客车结构阐述的基础上,分析了基于国外成熟客车车型初期设计的合理性。提出了异型截面梁在全承载客车上的作用。并根据试验客车的实际结构和尺寸,准确地建立了杆系单元大客车车身骨架有限元计算模型,对车身骨架的强度和刚度进行了分析,得到了全杆系单元客车车身骨架模型的应力分布与整体变形结果。     

基于耐撞性能的白车身简化模型建模研究

以白车身前纵梁为例,基于白车身的耐撞件能对设计初期简化模型的建模进行了研究.引入神经网络技术实现了白车身耐撞性能参数与梁单元特性参数的非线性映射,通过提取和储存梁单元的特性参数,实现了梁单元模型对传统壳单元有限元模型的等效替代和模型优化.研究表明,通过神经网络技术得到的梁单元模型能够准确体现白车身的正碰特性参数,可在概念设计阶段对车身耐撞性进行有效预测.     

基于刚度的某客车骨架灵敏度分析与结构优化

建立某电动客车整车骨架有限元模型,进行车身结构的弯曲刚度和扭转刚度有限元计算;然后进行车身弯曲刚度、扭转刚度及质量对构件厚度的灵敏度分析,依据灵敏度分析结果,优化车身构件厚度,提高车身骨架结构的扭转刚度和弯曲刚度,同时质量不增加。     

全承载式大客车车身结构多目标优化

建立了全承载式大客车车身骨架的有限元模型,对车身骨架结构进行了振动模态和静力学分析.然后对车身骨架结构进行设计参数灵敏度分析,得出车身骨架扭转刚度和一阶扭转频率对各部件设计参数的灵敏度.在此基础上,以车身骨架杆件厚度为设计变量,通过两阶段结构优化设计,在整车骨架质量增加很少的条件下,提高了整车结构的扭转刚度和一阶扭转频率值;同时,一轮悬空工况下的整车结构应力峰值明显下降,应力分布更加均匀,整车骨架结构设计更为合理.     

A Research on the Forward Concept Design of Car Body for Frontal Crash

提出了基于正面碰撞的轿车车身正向概念设计流程.首先对某车型的原始车身外表面进行了拓扑优化,得到较优的结构,通过建立梁单元简化模型,快速验证拓扑结构的有效性;对准静态加载工况,进行尺寸优化,得到车身主要部件的初步尺寸,作为正撞仿真的基础;以矩形薄壁直梁为研究对象,应用梁单元等效模型进行了正面抗撞性概念设计,得到轿车车身的初步尺寸,作为结构详细设计的基础.结果表明,此概念设计流程切实可行且易于实现,可为车身达到各项预期性能打下良好的基础.     

半承载式客车车身结构有限元分析

以梁单元模型为基础,通过将复杂部件建立实体单元模型来生成梁体混合模型的方法,建立半承载式客车车身结构有限元模型。并对车身结构进行4种典型工况下的强度、刚度以及模态分析。最后通过静态应力试验验证该模型的正确性。