基于模态应力恢复的轿车发动机舱盖焊点疲劳寿命分析

建立汽车发动机舱盖焊点有限元模型,并将分析结果与试验模态对比,验证该有限元模型的准确性.分别采用准静态法和模态应力恢复法得到焊点的应力-时间历程;基于Palmgren-Miner线性损伤累积准则和S-N曲线对比评估焊点疲劳寿命,并在模态应力恢复方法中考虑截止频率和结构阻尼对焊点疲劳寿命的影响.与虚拟台架试验的对比结果表明：准静态预测的焊点寿命大于试验寿命,截止频率为200 Hz且结构阻尼为0.06的模态应力恢复结果与试验结果较吻合.基于模态应力恢复法优化设计的发动机舱盖通过耐久路试.     

某蓄电池支架开裂分析和优化

针对某车型蓄电池支架在路试过程中出现开裂的问题,利用有限元法对支架总成进行强度和模态分析,对开裂原因进行排查。分析结果表明支架总成1阶模态固有频率过低,且开裂位置存在较大的应变能集中,导致支架总成发生共振开裂。根据分析结果对蓄电池支架总成进行优化,其1阶模态固有频率明显提升,开裂处应变能集中情况显著改善。路试证明支架未再次发生开裂,优化后的支架总成满足车型开发要求。     

基于Abaqus的汽车发动机罩应力响应分析

利用Abaqus建立某汽车发动机罩的详细模型,对发动机罩的关闭过程进行显式动力学仿真,研究发动机罩大力关闭时的应力响应.通过试验测试发动机罩局部的应变,并与计算结果对比分析.结果表明该方法可准确预测发动机罩关闭时的瞬态应力响应,指导发动机罩的强度耐久设计.     

前副车架焊缝疲劳分析和寿命优化

为评估前副车架的耐久性能,利用FEMFAT分析某汽车前副车架的疲劳寿命.提出焊缝不同区域单元的尺寸要求和焊缝连接单元的厚度要求,以保证前副车架焊缝的局部应力真实可信;采用S-N法预测焊缝疲劳寿命,计算得到的开裂位置和行驶距离与道路试验吻合良好;通过加强局部结构并重新布置焊缝位置,使前副车架通过耐久试验测试.分析表明:通过规范焊缝的建模要求,根据实际结构设置合适的焊缝类型,可准确预测焊缝的疲劳寿命,指导焊缝布置,优化产品结构.     

基于多目标优化技术的发动机罩加强筋布局设计研究

为了加强发动机罩壳的静态刚度特性和抑制振动能力,实现罩壳结构的轻量化,引入基于水平集法的拓扑优化技术和多目标理论,完成发动机罩加强筋布局的多目标优化设计。采用折衷规划法构建关于静刚度和一阶固有频率的多目标优化模型,运用水平集法求出罩壳加强筋的最佳分布形式。结果表明,该方法能大大地提高静动态结构性能,最大应力的下降说明罩壳应力集中现象得到有效的改善,缓解罩壳的疲劳现象。此外,基于层次分析法确定权重因子,避免了多目标优化模型构建中的主观能动性。采用平均频率法对动态目标函数的处理,有效地消除了动态优化过程中的收敛性。     

汽车动力总成橡胶悬置结构疲劳设计

为提高汽车悬置结构中橡胶减振件的疲劳耐久性能,定义后抗扭悬置的疲劳失效热点区域,用有限元法计算其应变分布,获得热点的最大主应变;结合橡胶材料的ε-N曲线计算结构局部疲劳寿命,运用线性疲劳累积损伤理论评估结构整体疲劳寿命.用有限元法预测的失效区域和疲劳寿命与台架强度试验得到的失效区域和疲劳寿命基本吻合,表明该结构疲劳设计方法可行。     

基于声灵敏度的车身拓扑优化

为探讨板件结构对车内噪声的影响,建立某商务车的白车身有限元模型,分析其模态和车身声灵敏度,确定对汽车低频振动和噪声影响较大的板件;结合变密度法在整车环境下对板件进行减振降噪的拓扑优化,根据拓扑优化结果对板件进行结构修改. 优化后的车身声灵敏度曲线与原车身声灵敏度曲线相比,低频范围内的峰值都有不同程度的降低,表明结合整车动态响应的汽车板件结构拓扑优化可以有效降低车内低频振动噪声.     

非平稳随机激励下太阳能帆板随机振动分析

研究非平稳随机激励下航天器太阳能帆板结构的随机振动优化问题,由于太阳风、火箭发动机、空间碎片等因素影响,造成太阳能帆板所受激励带有了随机性,即非平稳随机激励.为太阳能帆板结构建立有限元模型,给出帆板模型的动力方程.仿真航天器发动机运行情况,给出太阳能帆板所受非平稳随机激励,结合虚拟激励法,将构造成虚拟激励,引入结构动力方程.采用改进随机振动分析方法,计算太阳能帆板结构随机动力响应.通过与蒙特卡罗法计算结果对比,验证了本文方法的高效性和精确性.计算结果表明,太阳能帆板在随机激励作用结束后,结构振动仍持续较长时间,且振动幅值较大,通过加强帆板之间铰链的刚度,能有效抑制太阳能帆板振动,为太阳能帆板结构分析和设计提供参考.     

基于改进FOA的风机叶片结构损伤检测

为解决风轮叶片多损伤情况下的结构损伤识别问题,提出一种基于单元模态应变能变化率和改进果蝇优化算法的分步损伤判别方法。该方法首先采用单元模态应变能变化率对损伤进行初步判定,然后利用果蝇优化算法对损伤位置和程度进行精确识别。由于传统果蝇优化算法极易陷入局部最优问题,则对其进行了改进。结果表明:采用单元模态应变能变化率可以有效识别出可能的损伤单元,在此基础上用改进果蝇优化算法可以更精确地识别结构损伤位置和程度,同时采用改进果蝇优化算法的识别精度明显优于简单果蝇优化算法。     

轿车排气管挂钩刚度优化分析

针对某轿车在试车场进行耐久性试验时出现挂钩处开裂的问题,建立考虑动力总成的排气系统振动分析模型;通过频率响应分析发现挂钩开裂处的约束反力稍大,局部刚度偏低;通过结构优化使挂钩刚度得到加强.对2种优化方案的对比表明优化后的挂钩能减小排气系统传递到车身地板的振动,提高排气系统的疲劳寿命.     

基于路谱频域的车身疲劳分析

针对车身疲劳分析中静载法无法考虑结构动力学响应,瞬态分析法无法求解过长时间域的问题,将这2种方法与频域法进行比较,发现用频域法对大规模有限元模型进行动态疲劳分析相对容易,并能完全描述动力学响应过程.根据频域法进行振动疲劳分析的理论和计算过程,给出基于路谱频域的车身疲劳分析流程.基于功率谱密度（Power Spectral Density,PSD）载荷谱的传递函数法求解某车关键部件的疲劳寿命,求解结果与疲劳试验结果比较一致.结果表明基于路谱频域的振动疲劳分析方法在汽车结构疲劳计算中的应用可行.     

基于瞬态响应分析的汽车前舱盖开关疲劳寿命预测

采用有限元法对汽车前舱盖进行开关疲劳寿命预测分析.基于Abaqus/Expicit,采用直接积分法对前舱盖进行瞬态响应分析,得到前舱盖在关闭过程中的应力时间历程;运用雨流计数法得到离散的应力循环,采用平均应力修正法得到当量应力谱;根据Miner线性疲劳累积损伤理论预测前舱盖疲劳寿命和风险位置.优化改进后的前舱盖结构通过试验验证.     

基于虚拟仿真技术的车架动态响应特性分析

采用ALGOR有限元分析软件对车架进行模态分析,得出了前10阶振型及固有频率。运用二自由度汽车振动模型,建立了系统的运动微分方程并利用Matlab中的Simulink模块对车架的振动情况做出了仿真。利用路面谱仿真得到的路面激励信号作为输入,对车架进行动力响应模拟,得到了车架在典型路面上的动态响应特性,为车架的结构优化提供了理论依据。     

基于道路载荷谱的车身焊点疲劳寿命分析

针对目前汽车焊点疲劳分析方法精度低、建模复杂等问题,以某自主SUV车身焊点为研究对象,采集道路载荷谱,通过载荷虚拟迭代得到底盘与车身连接点的载荷.研究结果表明,对车身焊点分别使用基于力(载荷)和应力的疲劳分析,可以准确预测试验样车焊点开裂位置,缩短焊点疲劳分析周期.改进后的样车顺利通过耐久试验场验证.     

基于数学模型的发动机舱盖锁舌曲面优化

针对发动机罩非正常下落导致无法锁止的问题,推导非线性微分方程并采用泛函求解,将工程问题转化为力学数学模型.根据数学模型优化发动机舱盖锁舌曲面,采用有限元法搭建仿真模型.分析结果表明,基于数学模型的有限元法可以高效准确地模拟发动机舱盖关闭过程中锁的实际运动过程,优化结果可为发动机罩锁舌优化提供思路.     

发动机总成悬置系统解耦方法研究

目前汽车发动机动力总成悬置系统设计的主要任务是选择悬置元件的刚度、位置和角度,使悬置系统自由振动模态频率避开发动机怠速激励力频率与车身自振频率,并尽量提高各模态振型的解耦程度,从而提高悬置系统隔振效果.悬置系统按预定频率严格解耦设计是使设计出的悬置系统模态频率完全等于按汽车设计频率规划预定的频率,并使各模态的振型严格解耦,即各向振动能量的解耦度等于1.本文从悬置系统的自由振动方程出发给出了对悬置系统按预定频率严格解耦设计的方程组,可以利用广义逆矩阵的理论求该方程组的解,亦可通过方程组构造函数进而求出该方程组的解,从而提供比当前的悬置系统模态优化设计更为简便高效的优化设计方法.相应的算例验证了本文提出的按预定频率严格解耦设计方程和求解方法的正确性.     

随机路面激励下整车NVH有限元分析

针对应用刚体动力学方法不能得到驾驶员可以直接感知的振动加速度的缺陷,提出应用整车柔性体模型进行汽车随机路面平顺性分析的方法.对一种典型路面不平度数据进行处理并将得到的功率谱密度(Power Spectral Density,PSD)作为激励,建立整车有限元模型,通过试验模态验证该模型后进行传递函数分析;根据所得的激励和传递函数的结果计算得出汽车方向盘处的速度响应.该速度响应与随机路面平顺性试验一致性较好。