履带车辆车架的优化设计

建立了履带车辆车架的有限元模型并进行了多工况静力学分析,针对履带车辆车架应力分布不均匀现象,以各工况载荷下对应的柔度最小作为目标函数,体积和应力作为约束条件进行拓扑优化,得到了合理的车架拓扑结构。为进一步优化梁结构截面参数,以质量最小为目标函数,结构应力为约束条件,对车架进行尺寸优化设计,得到了满足强度要求的车架结构,并取得了良好的轻量化效果。该优化方法同样适合其他模型,对车架结构的改进方式具有指导意义。     

某车型铝合金前副车架拓扑优化概念设计

首先采用虚拟路面整车模型动态提载的方法确立了原钢制副车架各硬点在典型工况下的载荷，以此载荷作为铝合金副车架拓扑优化概念设计阶段的载荷输入。在Hypermesh的Optistruct模块对原副车架包络体进行拓扑优化，将体积百分比和加权柔度作为优化响应，以最小化加权柔度为目标，以体积百分比为约束条件，并引入对称约束与制造约束，进行多工况拓扑优化，获得了副车架最佳受力结构。采用材料替换的方法以铝代钢，拓扑优化概念设计后的副车架在不低于原副车架性能目标的前提下实现减重1.84kg，轻量化率达11.5%。通过对概念阶段的铝合金副车架进行性能分析，结果表明，铝合金副车架满足设计要求，此方法对于副车架概念设计阶段具有一定的可行性。     

菱形收割机车架有限元分析及优化

为了提高收割机对丘陵山区狭小的梯田地形的适应能力,提高收割机的通过性,将铰接式菱形底盘引入到收割机车架的结构设计中,并对其进行结构优化设计研究。首先针对菱形收割机车架的结构及受力特点,考虑各种典型工况载荷,建立满足各总成布置和实际行驶要求的初始车架有限元模型,并分析了各种典型工况载荷作用下的车架应力分布。然后通过有限元分析结果指导车架的结构尺寸优化,从而实现了菱形收割机车架轻量化设计,缩减了生产成本和设计周期。     

菱形收割机车架有限元分析及优化

为了提高收割机对丘陵山区狭小的梯田地形的适应能力,提高收割机的通过性,将铰接式菱形底盘引入到收割机车架的结构设计中,并对其进行结构优化设计研究。首先针对菱形收割机车架的结构及受力特点,考虑各种典型工况载荷,建立满足各总成布置和实际行驶要求的初始车架有限元模型,并分析了各种典型工况载荷作用下的车架应力分布。然后通过有限元分析结果指导车架的结构尺寸优化,从而实现了菱形收割机车架轻量化设计,缩减了生产成本和设计周期。     

电动公交车车架轻量化优化设计及评价

根据电动公交车车架的结构,采取拓扑优化方法和车架轻量化系数评价方法相结合的方案,对电动公交车车架进行减重优化设计。以某型电动公交车车架为研究参考样本,建立车架模型。在ANSYS中对设计的电动公交车车架进行有限元分析,并在满足材料基本性能的前提下采用变密度法对车架有限元模型进行拓扑优化。最后利用车架轻量化系数评价方法对优化前、后的车架进行轻量化评价。结果表明,轻量化系数由优化前的0.104降低为优化后的0.0058,较好地实现了电动公交车车架轻量化设计目标。     

基于多工况模式拓扑优化的车架设计

利用载荷模式与约束模式表达工况模式,从车架性能入手,利用ANSYS多工况拓扑优化功能,对车架的结构进行设计及优化。同时在静态弯曲和制动两种基本工况模式下,通过一体式抽象车架模型进行拓扑优化性能设计。用伪密度分布图将小密度区域切除,得到车架的基本构造模式。再经过车架在多种不同工况模式下的力学性能分析,循环改进,最终得到合理的车架构造。在满足车架强度、刚度的情况下,进行车架固有频率的控制和轻量化设计,以提高车架的整体性能和节省材料。     

氢燃料电池客车车架有限元分析及多刚度拓扑优化研究

以氢燃料电池客车车架为研究对象,首先应用HyperWorks建立12米氢燃料电池客车车架的有限元模型,然后对车架的9种典型工况进行有限元分析。最后,根据车架有限元分析结果,采用变密度法拓扑优化理论,以车架应变能最小作为目标函数,车架体积比作为边界条件,进行多工况下车架结构的多刚度拓扑优化研究。结果表明,通过多刚度拓扑优化可以提高车架的强度和刚度,并且实现车架轻量化,使之减重14.9%。     

考虑碰撞工况的电动汽车电池箱多目标拓扑优化设计

为实现电池箱的轻量化设计,同时满足电动汽车电池箱碰撞安全性,以某纯电动汽车电池箱为研究对象,对电池箱进行正面碰撞、后面碰撞、左右侧面碰撞工况的仿真分析。最后根据碰撞工况仿真分析结果,基于拓扑优化的原理,采用层次分析法确定静态多工况下最优权重系数,构建出静态多工况刚度和动态特征值的目标函数,利用带权重的折衷规划法和平均特征值法进行电池箱的多目标拓扑优化设计。结果表明:优化后的电池箱在满足碰撞安全性的同时减重26.6%,实现了电池箱轻量化设计。该结构设计可行有效,具有一定的实际应用价值。     

某商用车蓄电池支架多目标拓扑优化

为使蓄电池支架在轻量化的基础上能够满足汽车各工况下强度性能及要求,采用折衷规划法进行多目标拓扑优化,通过灰色关联分析法确定子目标的权重系数。首先在原始电池支架模型结构基础上,考虑实际装配和功能,建立了蓄电池支架初始拓扑优化模型;然后对其进行多工况和综合频率优化,并通过灰色关联分析法确定子目标函数的权重,运用折衷规划法进行多目标拓扑优化。最终得到的新模型质量比原模型降低10.9%,低阶频率及刚度有较大提高,各极限工况应力均小于许用值。结果表明,轻量化的蓄电池支架满足性能要求,验证了设计的合理性。     

基于SolidWorks的某型汽车车架研究与优化

汽车车架的强度对于汽车的整体设计制造有着极其重要的作用,针对汽车车架轻量化、满足运行强度的要求,对汽车车架进行了相应的研究与优化,并进行有限元强度分析.使用SolidWorks软件建立汽车车架的三维模型,并进行汽车车架在各种工况的理论分析,继而对优化修改车架结构进行强度校核.结果表明:优化的汽车车架,在起动和紧急制动两种极限工况下,均满足强度要求,也符合轻量化的设计理念.