车门结构多目标轻量化研究

针对现有结构多目标轻量化设计采用单一变量(如板件厚度为优化变量)的不足,将网格变形技术创建的形状变量引入到了车门结构多目标轻量化设计中,建立了以板件厚度与车门结构形状同时作为设计变量的参数化有限元模型。对该车门进行了动态试验测试,验证了有限元模型及计算结果的可靠性;考虑到该车门一阶频率过低的问题,将一阶频率最大、车门质量最小作为优化目标,垂向刚度、窗框刚度为约束,进行了试验设计(DOE),通过Kriging函数模型拟合了要优化的目标及约束,经过精度校验,验证了该近似函数模型符合精度要求;最后利用多目标遗传算法进行了寻优计算。研究结果表明:在垂向刚度、窗框刚度满足约束值的情况下,车门质量最终降低2.84 kg(减重达13%),一阶频率提高了25.8 Hz。     

基于灵敏度及尺寸优化的汽车车门轻量化

以国产某小车车门为研究对象,建立车门有限元模型,对车门进行垂直、侧向刚度分析,并进行自由模态分析和模态试验,验证模型的有效性。计算各部件对车门刚度和一阶模态的灵敏度,确定敏感区域。基于灵敏度分析方法,以车门质量最小为目标函数,在保证车门刚度和一阶模态频率不降低的前提下,结合尺寸优化设计方法优化车门各部件厚度。优化结果表明,车门下沉刚度提高了12.03%,水平刚度提高了1.04%,一阶模态频率提高了0.2 Hz,车门的总质量下降了4.74%,达到了良好的轻量化效果。     

汽车关门声音信号提取方法研究

针对制造出样车后才能测量关门声音品质的滞后评价,提出一套在数字设计阶段即可进行仿真分析提取声音信号的方法。根据某样车车门结构参数,采用Hypermesh软件建立了车门的有限元模型,进行关门碰撞分析,得到标记点的响应速度。以响应速度作为边界条件,建立车门外板的边界元模型,进行声辐射分析,提取设定场点的声压波形。对比该样车关门声音信号采集试验的结果,验证了声音信号提取方法的正确性。     

低速电动乘用车声品质主观评价及改进

对低速电动乘用车样车进行声品质主观评价,并和对标车进行对比,对车门进行有限元模态分析,对三维有限元模型施加C级路面后进行动态响应分析,改进车门,进行模态频率对比,对改进后样车进行声品质主观评价。结果表明,改进后模态频率提高了54.2%,最少也提高了13.8%,振型变化不大,改进后样车的声品质主观评价和对标车基本一样,都达到了舒适程度,为低速电动汽车声品质性能提高提供了重要方法。     

基于模态和刚度的车门轻量化研究

以某车型左前车门为对象,将拼焊板与自适应响应面法相结合的方式应用于车门部件厚度优化进行轻量化研究.在Hyperworks中建立车门有限元模型,并对其进行模态、刚度分析.利用Hypermesh共节点模型模拟激光拼焊技术,将原点焊车门内板前、后部采用拼焊板方式连接进行优化设计.通过灵敏度分析,选取部分板件在HyperStudy中采用自适应响应面法对车门进行优化设计.优化后的车门相对原车门质量下降了6.01％.并对优化后的车门重新进行模态和刚度分析,验证了拼焊板和HyperStudy优化方法对车门轻量化研究方法的可行性.     

镁合金轿车车门防撞杆设计与仿真

为实现汽车车身轻量化，尝试将镁合金应用在国内某桥车的车门防撞杆上。根据镁合金变形特点，把原来的一段式钢结构车门防撞杆更换为两段式镁合金防撞杆。利用有限元仿真软件，对镁合金防撞杆的动态碰撞性能进行了仿真。     

基于神经网络和响应面近似模型的车门性能多目标优化

通过优化前车门模态、刚度以及轻量化,以改善整车性能和车内舒适性是车辆NVH的研究热点之一。以某乘用车左前车门为研究对象,计算分析其模态和刚度性能。以关键零部件厚度为设计变量,通过最优拉丁超立方试验设计获取样本数据,构建车门模态、刚度及质量的神经网络和响应面近似模型。以车门一阶弯曲模态频率最大化、质量最小化为优化目标,其余性能为约束,运用NSGA-II遗传算法进行性能多目标优化。结果表明:车门一阶弯曲模态频率提高1.24Hz;车门质量减少3.63kg,轻量化率为13.57%,其余性能均达标。基于多种类近似模型的多目标优化方法可有效提升车门性能。     

基于隐式参数化技术的车门内饰板安全性设计

合理设计车门内饰板形状和厚度可以有效地降低乘员损伤程度,同时减少内饰板质量。将隐式参数化技术运用在车门内饰板开发过程中,建立了参数化车门子系统有限元模型,利用多目标优化算法在近似模型基础上优化扶手形状和内饰板厚度。案例表明:该方法可以成功的解决车门内饰板安全性设计和轻量化要求的多目标问题,大大缩短开发周期。     

电动轿车车门多工况轻量化设计

针对某电动轿车的铝合金车门,建立了有限元模型,对车门进行了模态分析以及4种较恶劣工况下的刚度分析,提出了一种基于拓扑优化、尺寸优化及多工况同步优化的综合优化方法。以车门重量最小化为目标,建立了优化模型,并对车门结构进行了轻量化设计。结果表明:该方法能准确寻找车门结构性能的薄弱区域,优化后4种工况下车门刚度提高67%~73%,重量仅增加5%。     

基于有限元法的车门性能分析研究

利用Hyperworks软件建立轻卡车门的有限元模型,使用Nastran求解器进行求解,计算出车门前六阶固有频率。使用LMS Test.Lab软件建立车门结构测点模型并计算出试验模态,将车门模态试验与仿真固有频率结果进行对比,前六阶模态参数误差值均在2%以内,因此验证了仿真模型的准确性。本文所用方法可缩短研发周期,对研究车门的NVH性能具有一定的实用价值。     

某轿车侧门碰撞性能的安全性改进

针对某国产轿车侧面碰撞安全性问题,应用CATIA软件建立该车型车门的三维几何模型。利用有限元理论与方法,建立该车门基于HyperMesh/LS-DYNA环境下的有限元模型,LS-DYNA求解器对该车门进行侧面碰撞性能的仿真分析,得到内板最大变形云图、车门上两个关键位置点位移-时间历程曲线和车门内能变化曲线。通过增加防撞杆的数量、在防撞杆的内部填充低密度泡沫、改变防撞杆的壁厚三种措施对原车门结构进行改进。通过与原车门碰撞性能各项参数的对比分析,在一定程度上改善了原车门侧面碰撞性能。     

基于高强钢的城市客车车身骨架轻量化开发设计

选取一款12m公交车为研究对象,采用材料轻量化和结构轻量化的方法,并结合有限元CAE分析,对城市客车车身骨架进行轻量化开发设计。样车制造结果表明,整车骨架减重效果显著。     

基于FEM的车门结构轻量化研究

有限元法(FEM)在结构分析中有着广泛的应用.通过对某车型前门建立有限元分析模型,分析其刚度,得出车门原有结构方案刚度值相比设计目标值有较大富余的结论,由此提出两种结构轻量化方案:改进车门加强板结构和采用激光拼焊板.两种方案都有效地减薄了车门料厚,达到了轻量化的目的.     

乘用车车门异响分析及焊点优化

乘用车车门异响是影响车内舒适性的主要因素之一,而使得车门结构产生异响的主要因素是结构连接处焊点强度不足。以国内某乘用车车门为例,首先在CATIA中建立三维模型,基于有限元分析软件Hyper Mesh进行网格划分和模态分析,获得车门自由模态频率和振型;然后利用声学分析软件VAOne对车门异响进行有限元仿真分析,获取车门产生异响的主要分布区域。最后,基于拓扑优化方法对车门结构中的焊点布置进行优化设计,经焊点优化后的车门异响问题得到了有效解决。     

基于有限元分析的空滤器支架轻量化设计

以某汽车的空滤器支架为例,首先利用CATIA软件建立了支架结构的几何模型,然后使用有限元分析软件,建立有限元模型。在有限元模型的基础上,对空滤器支架进行了静态强度分析和动态模态分析。接着通过使用AWE Design Xplorer,以空滤器支架结构的重量为目标进行了优化设计,得到了该支架结构轻量化的设计结果。最后对轻量化后的模型进行了静、动态性能的校核。     

基于有限元理论的车门疲劳分析及优化

为了解决玻璃升降器安装点开裂问题,建立了某型汽车前门开关冲击强度分析的有限元模型。首先,利用ABAQUS/Explicit求解器进行瞬态动力学分析,计算出车门撞击过程应力时间历程,并在Ncode软件中基于强度结果进行了疲劳仿真分析,预测疲劳寿命危险区域。同时,对前门进行了开关耐久试验验证,试验对比发现车门的最低疲劳寿命误差在10%以内,从而验证了车门有限元模型的准确性,为车门的强度耐久设计提供了理论依据。最后,针对疲劳寿命危险区域对车门进行了局部优化改进,使车门强度、刚度更趋合理。     

汽车起重机车架结构轻量化的分析研究

针对某汽车起重机车架结构,运用Patran软件建立了有限元仿真模型,通过力学理论初步计算车架几何特性参数与老款车型对比,运用有限元仿真进行验证轻量化设计的可行性。理论计算结果与有限元计算结果满足车架工况使用要求。因此,该理论计算与仿真计算能满足车架轻量化设计的要求,为汽车起重机车架轻量化设计提供了更重要的基础。     

轿车车门的有限元分析

通过对某车型车门用ATOS设备进行扫描,利用CAD软件对测得点云数据进行处理,建立起车门的数字模型.再通过CAD/CAE接口,将车门的CAD模型导入到有限元软件ANSYS中进行有限元分析,主要是下沉刚度分析,结果表明门窗玻璃下边缘和车门左上角变形较大,可以考虑对局部加强,为改进设计提供科学依据.     

轻量化龙门式激光加工机床主体结构动态特性分析

以一种轻量化非接触式龙门激光加工机床主体结构为研究对象,使用有限元分析方法在ANSYS平台上建立了该机构的有限元模型,并基于模态分析理论,求解了该结构前六阶固有频率及振型,分析了其刚度分布特点及结构设计合理性。进一步通过模态叠加法,得出了变形最大点及实际关心点的位移响应特性,发现了主体结构最应该避开的两个敏感频率:48.63 Hz和55.31 Hz,为轻量化龙门式激光加工机床动态设计和优化提供了理论参考依据。     

客车座椅脚架试验及轻量化分析

为了解决客车座椅脚架轻量化问题,对座椅脚架3个主要组件从材料和厚度方面提出5种不同改进方案。利用有限元软件Hyper Works和三维显式分析软件Ls-dyna建立座椅有限元试验仿真模型,并对其进行静强度模拟分析,以成本和轻量化程度为评价指标来评估各个方案。结果表明:座椅有限元仿真模型是有效的,方案五在脚架成本增加2.8%的情况下减重达到31.7%,轻量化效果明显。