轻卡驾驶室动应力测试及分析

针对某新型轻卡在道路耐久实验中出现的驾驶室局部开裂现象,通过进行动应力测试,采集了该驾驶室各测点的动应力,对测点的动态响应进行了时域分析和频谱分析,结果表明:部分测点动应力较高,且在一阶模态频率处振动能量最大;动应力频谱分析中的谐振频率与有限元计算的模态频率吻合较好,均表明该驾驶室的一阶、二阶模态频率较接近,导致驾驶室在行驶中会存在耦合振动,降低了该驾驶室的疲劳强度。通过分析,为该驾驶室结构改进指出了方向。     

发动机罩的结构轻量化设计

应用拓扑和形貌联合优化,以及基于DOE灵敏度分析的尺寸优化对发动机罩进行轻量化设计。分析了原发动机罩主要承载状态的刚度和一阶约束模态。两种优化设计方法均以体积最小为目标,弯曲刚度、扭转刚度、侧向刚度和一阶约束模态频率为约束条件。根据优化设计结果,给出了两种轻量化方案。对比优化前后的结构性能,从刚度和一阶约束模态频率角度验证轻量化方案的可行性。CAE分析结果表明,两种方法均可以达到降低发动机罩质量且满足结构性能要求的目的,而且,对此发动机罩尺寸优化的轻量化效果更好。     

装载机驾驶室试验模态分析及动态特性优化

装载机驾驶室是装载机重要结构总成,其作用是布置装载机操作机构以及为操作人员提供驾乘空间。为了满足工作环境的要求,它还必须为操作人员提供足够的安全保障及舒适的工作环境。对某型装载机驾驶室模态进行测试分析,结果表明驾驶室第一阶模态频率偏低。利用有限元分析工具Hyper works及NASTRAN得到与试验相应正的驾驶室FEM模型,进行基于驾驶室结构板件刚度特性的模态灵敏度分析,得出影响驾驶室第一阶模态频率的敏感区域,运用尺寸及形貌优化技术对驾驶室进行结构优化。优化前后结果对比表明驾驶室第一阶模态频率提升15.32%,驾驶室动态特性得到优化。     

基于模态刚度和强度的岸桥金属结构轻量化研究

提出了基于模态、刚度和强度的岸桥金属结构轻量化设计方法,该方法在保证第一阶整体模态频率不降低、大梁最大变形不增大以及结构最大应力不超过允许范围内的条件下,以HyperStudy和ABAQus为工具,应用自适应响应面优化方法,进行尺寸优化设计,实现岸桥金属结构轻量化设计.该方法成功应用于某新型岸桥金属结构轻量化设计,最终在模态和刚度基本不变、结构最大应力仍在弹性范围内的情况下,减重14.2吨.     

工程机械驾驶室声腔模态分析

本文介绍了工程机械驾驶室声腔模态的计算流程。建立了某工程机械驾驶室的声腔计算模型,利用声学模拟软件计算了驾驶室的声腔模态频率及模态振型,分析了不同阶次的振型对司机耳旁噪声的影响,并进行了优化设计。模拟计算结果表明:该驾驶室一阶模态振型固有频率为111.2Hz与额定工况激励相近,易产生共鸣。缩减驾驶室高度后一阶模态频率增大,避开了整个由怠速到额定转速的发动机激励频率,有利于噪声的控制。为工程机械驾驶室优化设计提供了一定设计基础。     

档位互换机构壳体拓扑优化

为实现档位互换机构壳体轻量化和减少壳体疲劳破坏的问题.将基于变密度法的结构拓扑优化技术方法应用到壳体优化中,根据各轴最大输出转矩,结合壳体强度和刚度.以壳体柔度为最小目标,体积分数为约束条件,对壳体模型进行拓扑优化分析,并对优化设计的壳体进行应力分析和模态分析设计出最优方案.仿真结果表明:通过拓扑优化设计出的壳体模型的重量明显减轻,一阶模态避开了壳体的固有频率避免产生共振,在正常工况下最大应力相对优化前有所减少且低于材料屈服极限,实现壳体的拓扑优化设计.     

轿车副车架轻量化设计

以某轿车副车架为研究对象,采用CATIA软件进行三维建模。应用Hyper Mesh对其进行网格划分,在制动工况下对副车架进行初始结构强度分析和自由模态分析。以副车架材料的许用应力及1阶模态频率作为优化的约束条件,利用Optistruct进行拓扑优化设计,副车架质量与原始设计相比减轻了10.28%,使其达到轻量化的目的。     

基于熵权-改进TOPSIS法的驾驶室多目标优化

为了提升商用车轻量化优化效果,文中提出了一种基于熵权-改进逼近理想解排序法(TOPSIS)的驾驶室多目标决策方法。首先,对驾驶室有限元模型进行性能分析,并通过试验模态与仿真模态进行对比,验证了模型的准确性;其次,采用区域灵敏度分析,筛选出20个厚度和4个截面形状变量,并建立2阶响应面近似模型验证其精度;最后,采用第三代非劣排序遗传算法(NSGA-Ⅲ)对驾驶室进行多目标优化设计,再联合熵权-改进TOPSIS法求得非支配帕累托解的相对贴进度,并以此作为多目标决策的最终结果。结果表明：与优化前相比较,驾驶室质量减小了24.9 kg,减幅达到8.1%,能够满足轻量化和性能需求。     

某电动商用车车架轻量化改进

商用车车架是整车各总成以及零/部件的承载基体,而车架纵梁又是车架最主要的承重部件,为使商用车轻量化,从而满足市场对汽车低能耗、高效率的需求,以某电动商用车车架为研究对象,建立了车架有限元模型,采用结构设计的方法,对车架纵梁结构进行了重新设计.并对改进车架进行了尺寸优化设计,以车架纵梁和横梁的厚度为设计变量,以1阶模态频...     

降低制动摩擦振动的制动器结构拓扑优化设计

本文建立起某车型盘式制动系统三维有限元模型,分析了该制动系统的摩擦振动噪声特性,并基于ABAQUS/Optimization模块对该制动系统进行结构拓扑优化设计,在满足轻量化的目标要求下改善摩擦振动噪声问题.结果表明:制动系统在摩擦力作用下可能出现四种振动模态,且产生频率为3632.4 Hz的振动噪声的倾向和强度最大.产生该频率摩擦振动噪声的原因是由于制动钳的第4阶模态频率与制动盘的第11阶模态频率非常接近,在摩擦力作用下容易产生共振.通过对制动钳进行结构拓扑优化设计,移除制动钳两侧区域的材料,使其在满足重量最小的目标前提下将第4阶模态频率降低到2804 Hz,从而避免与制动盘发生共振,且制动钳的重量减轻了17.1％.进一步采用复特征值分析对结构优化后的制动系统进行摩擦振动噪声特性预测,结果表明制动系统仅有两组相邻模态出现模态耦合现象,且原始制动系统出现的3632.4 Hz的振动噪声频率已经消失,制动系统摩擦振动噪声问题得到显著改善.     

某驾驶室悬置的模态分析

以某驾驶室悬置为研究对象,基于三维软件UG建立几何模型,以Hypermesh软件建立有限元分析模型,并应用ANSYS软件进行模态分析,求出了某驾驶室悬置前六阶固有频率及相应振型,对各阶频率进行了分析,可为该车型驾驶室悬置系统的结构优化设计提供理论参考。     

某重型矿用自卸车驾驶室的模态分析和结构优化

为改善驾驶室的振动情况,提高舒适性,结合某重型矿用自卸车建立了驾驶室的有限元模型,利用ANSYS软件对其进行了模态分析,获取前10阶固有频率和振型;分析了各部件厚度特征对1阶弹性模态和质量的灵敏度情况,根据结果确定变量并对模型机型优化。结果表明:驾驶室在质量没有增加的前提下,1阶弹性模态由35.3 Hz变到45.2 Hz,有效地改善了驾驶室的动态特性。     

燃料电池轿车前副车架轻量化设计

建立了前副车架有限元分析模型,计算了前副车架在多种工况下的应力、应变分布,并对前副车架进行模态分析;将钢制前副车架改为镁合金轻质材料制作,并针对前副车架应力应变分布不均匀及2阶纵向弯曲模态不合理,进行结构的优化设计,实现了前副车架自身质量减轻46%;对轻量化设计后的前副车架进行了强度、刚度及模态验证,表明轻量化设计后的前副车架,在保证使用性能的前提下,实现了前副车架质量合理分配及强度、刚度合理匹配。     

基于响应面法的立式加工中心动静态多目标优化

为了满足在保证加工中心初始动静态刚度的条件下达到整机轻量化的要求,提出基于质量和第一阶固有频率为目标函数的整机多目标优化设计方法.将有限元分析和模态试验相结合,测试和分析整机动态特性,确保有限元模型精度.通过中心复合设计的试验方法选取合适的结构有限元分析样本点,在ANSYS仿真软件中对样本点处的整机动静态特性进行计算和...     

某客车车架结构多目标拓扑优化设计

整车轻量化的设计需求目前在所有汽车行业的车型开发中占有非常重要的地位,且此需求贯穿了每个项目开发设计的整个过程。车架是整车轻量化设计的重要研究对象。基于整车轻量化设计需求,采用基于折衷规划的多目标拓扑优化设计方法,以某中型客车车架的柔度最小化为目标函数,以体积比和一阶模态频率作为约束条件,对弯扭联合工况下的车架进行结构拓扑优化设计。经计算获得满足约束条件并使车架柔度最小的车架拓扑形态,为该型客车车架提供了结构的概念化设计方法。     

车辆驾驶室顶板振动的影响分析

对驾驶室的模态研究中发现驾驶室顶板的振动不能忽视。通过模态试验得到驾驶室七阶模态频率(15.67 Hz)下的振型表现为驾驶室顶板明显的垂向振动;运用薄板理论对驾驶室顶板进行固有频率计算,并与模态试验结果作比较;在Matlab/Simulink环境中建立两种驾驶室仿真模型,模型一：将驾驶室作为一个整体进行研究;模型二：将驾驶室顶板隔离作为一个单独部件进行研究;分别对两种仿真模型进行计算,分析驾驶室顶板振动对驾驶室地板处垂向振动的影响,结果显示驾驶室顶板对驾驶室地板处加速度方均根值的影响率为9%,峰值的影响率为2%～3%。同时还对驾驶室的七阶振型进行力学分析。从力学的角度分别对驾驶室出现绕z轴(垂直方向)的旋转现象以及轻微的左右摆动和前后俯仰现象进行定性分析。     

某重型载重车辆振动分析和控制

为了有效消除某重型载重车的驾驶室水平晃动,对车架和驾驶室悬置进行了综合有限元模态分析, 分析了载重车驾驶室和车架的前6阶固有频率及模态振型特征.结合试验测试的路面激振信号分析,对车架有限元模型进行了动力优化.实际结果表明,驾驶室侧向弯曲模态固有频率与路面随机激励频率错开3～4 Hz后,减小了驾驶室的横向振动,改善了该型载重车的平顺性.     

汽车变速器箱体结构强度分析与优化设计

为了实现变速器箱体轻量化,对通过模态试验验证的某轻型货车变速器箱体模型进行了有限元分析,包括静力学和动力学结构强度分析。基于分析结果对箱体进行了拓扑优化设计。优化结果表明,在保证箱体刚度不变、强度变化小于5%、振动性能基本一致(第一阶自由模态减小了2.8%)的前提下,对变速器箱体的厚度、加强筋及局部进行优化,改进后箱体质量由30kg减为27.6kg,减轻了8%,达到轻量化目标。     

基于稳健性多目标优化的微客尾门轻量化设计

针对微客尾门结构的轻量化设计问题,提出了一种基于稳健性多目标优化的尾门轻量化设计方法。首先通过灵敏度分析方法筛选出了对尾门性能贡献量较大的尾门零件厚度作为设计变量,并建立了尾门各个工况响应的近似模型,其次以尾门扭转刚度、下垂刚度、尾门前三阶模态频率和抗凹分析点为约束条件,以尾门质量最小和第一阶模态频率最大和弯曲刚度位移量最小为目标,利用NSGA-Ⅱ算法对尾门进行了多目标优化,通过蒙特卡洛模拟技术对尾门进行了6σ质量水平和可靠度分析,并进行了6σ稳健性多目标优化。最终结果表明:优化设计后尾门结构在满足各性能要求的情况下实现了轻量化,质量减轻了2.28 kg,且弯曲刚度和第一阶模态得到提高;同时尾门结构各工况性能的稳健性也得到改善,达到6σ质量水平。     

轻型货车车架的多目标稳健优化设计

建立轻型货车车架的有限元模型,把稳健优化设计方法和有限元方法相结合,在保证车架强度、刚度和一阶扭转模态达到设计要求的前提下,实现轻型货车车架的轻量化.并且使得车架的刚度、强度和一阶扭转模态对于设计变量不敏感,提高车架的稳健性.