基于MSC Marc的空气弹簧垂向特性有限元分析

介绍不同类型的空气弹簧结构型式,利用有限元软件MSC Marc 建立空气弹簧的有限元模型,并对其进行垂向特性的分析和计算. 最后得出空气弹簧垂向刚度非线性特性的确切描述,并分析传统的弹簧与空气弹簧自振频率随载荷变化的特性.     

基于试验设计的某MPV整车外气动特性优化

以某型多用途车（Multi Purpose Vehicles,MPV）为研究对象,对整车外气动特性优化模型进行参数化数值仿真.基于结合试验设计方法和优化算法,与原模型相比,最终优化模型的仿真结果可使目标车型风阻因数降低4.69%.另外,基于试验设计分析后视镜造型对整车外气动特性的影响,后视镜的优化仿真结果可使整车风阻因数降低1.04%.     

变摩擦力下板带轧机垂扭耦合振动控制技术

当前对板带轧机垂扭耦合振动的控制过程未考虑变摩擦力的影响，无法对振动特性进行准确分析，导致控制效果不理想。提出一种变摩擦力下基于振动摩擦模型的板带轧机垂扭耦合振动控制技术。将垂扭耦合振动参数作为输入向量，理想状态下变摩擦力作为输出向量，确定垂扭耦合振动参数。采用遗传算法对已确定的最优垂扭耦合振动参数进行辨识，构建振动摩擦模型，完成对垂扭耦合振动特性的准确分析，解决控制过程中的变摩擦力影响问题。利用振动摩擦模型对系统位移响应和频域响应振动特性进行控制，实现板带轧机垂扭耦合振动的控制。与传统控制技术进行对比，得出实验结果，所提控制技术控制精度可达98%，能够减小控制过程的变摩擦影响，可对振动特性进行准确地准确分析，大大提高了控制精度。     

普通后视镜空气动力阻力数值分析

为研究汽车后视镜外形因素对后视镜空气阻力的影响,以计算流体力学为手段,采用简化的后视镜模型对其进行空气阻力数值模拟. 计算区域采用六面体网格,总数为420万个;利用FLUENT求解湍流场,选用k-ε Realizable两方程湍流模型,入口和出口分别设定为velocity-inlet和outflow,将无滑移的壁面边界条件应用到后视镜表面及风洞壁面;模拟6种不同形状参数在不同水平下后视镜空气阻力的变化情况. 通过与基础模型的对比发现,后视镜的前脸厚度、长宽比、迎风角度以及边缘切向角均对后视镜空气阻力有显著影响,其中随着前脸厚度和迎风角度的增加,其空气动力阻力因数不断减小,而边缘切向角的增加反而导致其空气阻力的增大;后脸深度以及支架长度对后视镜空气阻力并无太大影响. 后视镜表面压力因数分布的数值模拟与实验结果的一致性表明,使用数值模拟方法进行后视镜空气阻力研究具有可行性, 为后视镜的形状优化建立新的研究方法,对后视镜的工程开发有一定参考意义.     

5G动态异构场景下无线回程优化算法

为解决面向5G动态异构场景的无线回程问题,提出一种考虑时延抖动的无线回程优化算法。对5G动态异构场景下的时延和时延抖动问题进行了系统的分析,建立了优化指标,进一步构建了基本回程模型。在此基础上,考虑时延优化需求,引入时延约束构建改进模型1;考虑网络超载情况,松弛信道个数分配变量构建改进模型2,进而提出相应分层算法进行快速求解。仿真结果表明,与三类已有无线回程优化算法相比,所提算法具有更优的时延抖动性能。     

基于大规模混构融合网络的抖动缓冲机制研究

大规模混构融合网络包含了变化的网络集合,如GSM网络、3G移动通信网络、无线数传网络、卫星通信网络等多种通信网络,从而加剧了数据网络的抖动性。对此,提出一种网络抖动缓冲机制来解决混构状态下数据网络的剧烈抖动难题。针对融合网络层计算抖动减缓因子,并根据网络的非相关特性进行缓冲排名,该机制针对网络抖动的随机特性按周期进行操作;最后对该机制进行了仿真实验验证,结果表明:网络抖动缓冲机制能够较好地解决现有状态下的融合式网络的抖动问题。该研究对混构融合网络数据的网络抖动问题的解决有一定的参考价值。     

基于渗透图的网络弱点分析与研究

提出一种基于渗透图的网络弱点评估模型（EG_NVM）,从网络弱点采集、弱点关联分析出发,参考网络环境配置与拓扑结构、模拟渗透状态改变的过程,构建渗透图,通过对关键渗透序列的量化分析进行网络弱点评估。利用EG_NVM能够有效解决生成图“状态爆炸”的问题并直观显示各弱点相互潜在的关联关系。通过一个典型仿真环境,验证了该方法的可行性和有效性。     

汽车制动抖动结构优化与仿真分析

汽车转向系统是决定整车主动安全性的关键总成,改进设计汽车的转向系统,使其具有良好的操纵性能是一个急需解决的问题。为解决转向系统制动抖动问题,设计了一套管柱夹持机构,以最大限度地减少转向系统的制动抖动,并基于ADAMS软件建立了传统转向系统与改进系统的动力学仿真模型,并在悬架转向虚拟试验台上进行仿真分析,对制动过程中影响抖动的指标进行了分析对比。     

后视镜表面压力特性的数值分析

为降低由后视镜引起的汽车气动噪声,选取普通后视镜外形作为基础模型,选取后视镜的前脸厚度、后脸深度以及迎风角度作为3个可能影响后视镜表面压力的参数,以大涡模拟(Large Eddy Simulation,LES)方法为手段,用FLUENT对非结构网格进行数值求解,分析汽车后视镜表面压力特性. 计算选取的雷诺数为520 000(以后视镜直径为特征长度),对应的马赫数为0.11. 实验测试表明,后视镜表面测点平均压力因数的数值计算结果与实验结果一致;后视镜前脸厚度、后脸深度以及迎风角度均对后视镜表面压力有显著影响;LES方法可以应用于后视镜表面压力特性的分析.     

基于轴距参数的载重汽车舒适性优化

针对传统刚度参数优化载重汽车舒适性时会降低承载能力的问题,由于轴距决定簧载质量分配,影响车身垂向振动加速度,并引起产生振动和冲击.为解决上述问题,提出用轴距参数优化舒适性的新方法.根据载重汽车动力学模型,建立轴距参数与整车舒适性能的数学关系.运用正交试验法,对比刚度、阻尼及轴距参数对舒适性的影响权重.采用平衡悬架车轴位置参数进行舒适性优化.进行时域和频域仿真结果表明,优化后整车舒适性能明显改善,轴荷分配更趋合理;车身垂向、俯仰、侧倾振动频域特性与经验值基本一致.研究结果说明载重汽车动力学模型正确,为优化提供了可行性.     

A study on the coupled dynamic characteristics for a torsional micromirror

A nonlinear dynamic model of an electrostatic torsional micromirror considering the coupled effect of the torsion and vertical bending motion of its torsional beam simultaneously is presented. The effect of the vertical deformation of the mirror plate and the distributed mass of the torsion beam are also considered in this model. The validity of the model is verified by a finite element simulation with ANSYS. Undamped and damped responses of the torsional and vertical vibration of the micromirror are analyzed by the model given here. The results of the simulation indicate that this model can simulate the dynamic behaviors of the micromirror fast and accurately.     

某车型发动机悬置后支架优化设计和疲劳分析

针对某车型发动机在振动强化试验中悬置后支架出现开裂的问题,建立悬置后支架有限元模型并进行应力分析,发现应力分析结果与试验结果一致,且原支架结构应力集中现象非常明显,主要分布在侧筋根部;用OptiStruct对悬置后支架进行拓扑优化设计,结果表明拓扑优化材料应主要布置在底部和侧筋.在此基础上,通过4种优化方案的对比得到质...     

装载机后车架焊接顺序优化的数值仿真

利用热弹塑性有限元法和Marc对装载机后车架的焊接变形进行数值仿真.分别用壳单元和实体单元进行仿真,对比焊接角变形,结果表明两者精度比较相似.建立后车架壳单元热-力耦合模型,定性对比在相同约束条件下焊接顺序对整个后车架结构内缩变形和面外弯曲变形的影响.结果表明,在先焊接框架焊缝的条件下,整体结构刚度增大,各种变形较小;其中,当采用正/反面焊缝、立焊缝依次焊接时,大梁下挠峰值最小,为0.002 m,从而确定后车架最佳焊接顺序方案,在该顺序下的变形模拟值与实测值吻合良好.     

基于LS_DYNA的齿轮传动有限元动力学分析仿真

为研究齿轮传动系统的转动惯量和传动轴的扭转振动对齿轮应力变化的影响,对某齿轮传动中的1对渐开线直齿轮进行有限元动力学分析仿真．首先利用Pro／Engineering建立齿轮副的CAD几何模型;然后导入到LS_DYNA中建立齿轮副有限元模型,对齿轮副进行接触一碰撞有限元动力学分析;最后考虑该齿轮副后传动的转动惯量以及传动轴刚度对齿轮传动的影响,将转动惯量等效成质量圆盘,将传动轴等效成实体单元,建立齿轮传动等效模型的有限元动力学模型．通过分析计算得到齿轮副在模拟工况下的接触应力变化,同时获得在考虑齿轮接触、变形等情况下齿轮传动系统输入和输出的关系．结果表明,后传动输出速度和加速度明显滞后于前传动产生的速度和加速度,而且经过系统传递后,输入使得传动更加平稳．研究结果可为进一步研究齿轮传动系统的动力学特性和疲劳寿命计算提供参考．     

Finite element analysis of unbalance response of high-speed polygon mirror scanner motor considering the flexibility of the structure

This paper presents the finite element method and the mode superposition method to analyze the unbalance response of a high speed polygon mirror scanner motor supported by sintered bearing and flexible supporting structures. Finite element equations of each component of the polygon mirror scanner motor and the flexible supporting structures are consistently derived by satisfying the geometric compatibility in the internal boundary between each component. The rotating polygon mirror is modeled by annular sector element, and its rigid body motion is also considered. The rotating components except for the polygon mirror are modeled by Timoshenko beam element including the gyroscopic effect. The flexible supporting structures are modeled by using a 4-node tetrahedron element and 4-node shell element with rotational degrees of freedom. The rigid link constraints are imposed at the interface between sleeve and sintered bearing to describe the physical motion at this interface. A global matrix equation obtained by assembling the finite element equations of each substructure is transformed to a state-space matrix-vector equation, and both damped natural frequencies and modal damping ratios are calculated by solving the associated eigenvalue problem by using the restarted Arnoldi iteration method. Unbalance responses are calculated by superposing the eigenvalues and eigenvectors of the free vibration analysis. The validity of the proposed method is verified by comparing the simulated unbalance response with the experimental results. This research also shows that the flexibility of supporting structures plays an important role in determining the unbalance response of the polygon mirror scanner motor.     

周期性冲击载荷作用下井字梁楼盖竖向振动的控制

针对周期性冲击载荷作用下井字梁楼盖异常振动问题,对某工业厂房井字梁楼盖进行现场动力特性测试,采用Abaqus软件建立局部楼盖有限元模型,研究周期性冲击载荷作用下井字梁楼盖的动力特性,并提出设置调谐质量阻尼器(tuned mass damper,TMD)、增设隔振支座等2种减振方案.结果 表明:4种不同TMD布置方式的减振效果不同,在设备4个支座处布置TMD的减振效果最佳;增设隔振支座后,采用有限元法得到各测点减振率为83.91％ ～88.80％.2种方案均能有效降低楼盖的竖向振动,可为结构振动控制提供参考.     

Robust optimization of an automobile rearview mirror for vibration reduction

An automobile outside rearview mirror system has been analysed and designed to reduce vibration with a finite element model. Modal analysis is conducted for the calculation of natural frequencies. Harmonic analysis is utilized to estimate the displacements of the glass surface under dynamic loads. The model is verified with the vibration experiment for the parts and the assembled body. The structure of the mirror system is optimized for robustness defined by the Taguchi concept. At first, many potential design variables are defined. Final design variables are selected based on the amount of contribution to the objective function. That is, sensitive variables are chosen. The signal-to-noise (S/N) ratio in the Taguchi method is replaced by an objective function with mean and standard deviations of the quality characteristics. The defined objective function is appropriate for structural design in that the vibration displacements are minimized while the robustness is improved. Received: January 21, 2000     

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。     

石英晶体谐振器预应力条件下的模态分析

针对石英晶体谐振器在受到外力后其振动模态如何变化的问题,基于 Mindlin 的振动理论通过ANSYS 有限元仿真得出横向力引起石英晶体谐振器的振动模态形状.结果表明:在外力的作用下石英晶体的振动位移大小和振动方向都发生了改变.该结果对于压力传感器和石英微天平的开发应用具有重要意义.