农场电动汽车电池模组随机振动疲劳分析

为了得到随机振动对电动汽车电池模组的影响,应用大型有限元分析软件MSC.Patran/Nastran,对某农场电动汽车的电池模组进行随机振动分析,从而得出各个组成部件的应力、应变和位移结果;并采用3-Sigma法来进行疲劳寿命预测。研究结果表明:该电池模组在随机振动工况下X、Y和Z 3个方向结构和部件满足正常使用的强度要求,Y方向的疲劳寿命预估为55年,满足设计要求,研究为车辆电池模组随机振动分析提供参考。     

基于概率的桁架结构随机振动响应分析研究

研究了具有随机物理参数和几何参数的桁架结构在随机振动激励下的动力响应问题.从结构在随机振动激励下其振动响应在频率域上的表达式出发,利用求解随机变量函数矩的方法和求解随机变量数字特征的代数综合法,导出了桁架结构的位移响应均方值和应力响应均方值的均值、方差和变异系数的计算表达式.通过算例分析了结构物理参数和几何参数的随机性对桁架结构在随机振动激励下动力响应随机性的影响,得出了若干有用的结论,为随机桁架结构的动力设计奠定了基础.     

挠性基板叠装互联组件随机振动响应分析

文中建立了挠性基板互联结构组件的三维有限元分析模型,对模型进行了模态分析和随机振动条件下的结构有限元分析。研究了随机振动加载条件下组件在x,y,z 三个方向的随机振动应力、应变分布,分析了最大应力、应变节点位移、速度及加速度响应谱,并对结构抗振强度进行了校核。结果表明,随机振动加载条件下组件在x,y,z 三个方向产生的最大应力和应变值均较小,未超过材料参数的极限。组件结构的1阶固有频率远高于所加激励谱频率,组件的最大应变节点均未产生最大响应,结构抗振性能可靠。     

某电动出租车扭力梁开裂失效分析与改进研究

针对某电动出租车扭力梁总成开裂失效问题进行了材料性能、焊接性能和结构应力系统性的原因分析。分析结果表明,焊接内应力和侧向工况外应力共同叠加导致扭力梁总成疲劳开裂;通过扭力梁加强板结构优化,侧向工况裂纹源处近加强板和横梁本体位置处的外应力集中分别降低了29.4%和17.3%,实现了开裂处内应力和外应力叠加后总应力的降低,最终完成了改进方案总成试制并通过了试验验证;在底盘结构件工程设计阶段,应充分利用CAE技术驱动结构优化设计,从而实现外应力和内应力降低;相比降低内应力,降低外应力通常具有较好的费效比。     

中型电动汽车车架随机振动分析

为研究某型号中型电动汽车车架结构性能对其操作稳定性和乘车舒适性的影响,对车架进行随机振动分析。首先利用Matlab软件编程、Simulink模块建立随机路面仿真模型;然后结合车架满载工况下的动态分析结果,运用Workbench软件进行车架的随机振动分析,得到车架在路面激励作用下位移响应最大值和车架结构易损位置。分析结果为中型多座位电动汽车车架结构优化提供重要的理论依据。     

静力-随机振动复合工况下带钢丝网套补偿器的强度分析

针对带钢丝网套补偿器中钢丝网套细观结构复杂,服役过程中钢丝网套与导管相互作用复杂的问题,建立了静力-随机振动复合工况下带钢丝网套补偿器的强度分析模型,采用等效梁模型建立钢丝网套的有限元分析模型,针对带钢丝网套补偿器服役环境及力学性能特点,建立了接触-耦合混合分析方法,在静力工况中采用接触模拟钢丝网套与波纹管间非线性的相互作用,在随机振动工况中通过设置耦合方程,通过耦合波峰与钢丝网套的径向自由度以建立钢丝网套与波纹管间的作用关系.该模型的静、动力分析结果与带钢丝网套补偿器的静、动力试验结果之间的误差均在10％左右.开展了钢丝网套补偿器在静力-随机振动分析复合工况下的强度性能分析,讨论了不同方向随机振动激励对带钢丝网套补偿器导管力学性能的影响.结果 显示,X方向激励对结构影响最大;波纹管第一个波峰处应力最大,属于结构薄弱环节.     

某纯电动汽车电机-变速器总成研究

针对纯电动汽车动力总成设计问题,对纯电动汽车的动力总成选型、电机参数、变速器参数等方面进行了研究,从经济性、动力性、制造成本的角度归纳了电机-变速器总成相较于电机-减速器具有的优势。在设计动力总成参数的过程中,从动力性、经济性、舒适性、总成尺寸等方面进行了分析,提出了一套纯电动汽车动力总成的设计理论;在Matlab中建立了模型,对设计的参数进行了仿真;最后将动力总成进行了装车实验。实验结果表明:根据该设计理论所设计的动力总成能够完全满足技术目标。     

基于驱动电机系统特性的纯电动车动力总成匹配设计方法

为同时保证纯电动汽车的动力性和经济性,提出了一套由驱动电机和控制器组成的、满足驱动电机系统特性的纯电动汽车动力总成匹配设计流程和设计方法。使用数值计算工具,对驱动电机系统性能进行了可视化分析。根据分析结果,利用驱动电机系统高效区范围大的特点,以电机基速作为最小速比选择参考点,使车辆在高速行驶时仍然具有高效率;利用驱动电机系统转速-油门-效率万有特性曲线选择变速器档位数和速比,保证车辆在不同行驶工况都具有高效率。设计实例表明,采用该方法可以有效提高纯电动汽车动力总成的设计质量和效率,具有很强的实用性。     

串联式重型混动汽车动力总成弹性体模态试验识别研究

以串联式重型混合汽车动力总成为研究对象,研究动力总成结构组成特征以及动力总成与整车匹配与安装位置特征,搭建起动力总成弹性模态测试分析节点模型;采用单点激励多点响应法确定在同一激励下动力总成节点模型的不同节点位置的响应情况,其中通过多点尝试法选择激振点作为模态识别主激振点;通过MAC矩阵法来分析动力总成弹性体模态测试结果的准确性;结合弹性体模态测试分析结果,与匀速工况车内噪声特征来分析动力总成问题所在。     

一种混联式HEV瞬时优化监控策略的研究

以一种新型混联式混合动力电动汽车为具体对象，研究以瞬时等效燃油经济性为优化目标的能量管理监控策略。通过基于混合动力电动汽车整车及动力总成相关数学模型所建立的MATLAB／Simulink仿真优化平台，搜寻出了全部转速一转矩需求条件下动力总成各元件的理想能量分配及相应挡位，以MAP图的形式存储于车载监控器中。监控器根据混合动力电动汽车荷电保持的设计要求，按瞬时工况调用这些MAP图，以简单查表计算方式对理想值实时地作适当修正和调整。监控策略的有效性、实时性通过若干典型行驶工况仿真及实车应用得以证实，展现出良好的实用价值。     

电池布局对微型电动汽车车架力学性能的影响分析

为了提高车架的力学性能,将电池布局引入到电动汽车车架的结构设计中。针对电动汽车车架的结构及受力特点,基于ANSYS/Workbench有限元分析软件,建立满足各总成布置和实际行驶要求的车架有限元模型,应用灵敏度分析选取多种电池布局,对比分析典型工况下车架变形、应力分布和预应力模态下车架固有频率、振型。结果表明:位置6、位置7载荷对车架变形、等效应力的改变敏感程度更高,与之呈线性正比关系,故将电池布置在位置5、位置8;对比分析选取的三种方案,得出方案2为电池布局最佳方案,为唐山电动汽车重点实验室研究微型电动汽车总成布置提供了参考和理论依据。     

基于功率谱密度工程车辆驾驶室随机振动分析

路面随机振动激励对驾驶室结构具有一定的疲劳破坏作用,对驾驶室进行随机振动分析,可以分析随机振动载荷对驾驶室结构的影响。根据驾驶室受到的随机振动冲击情况,基于ANSYS驾驶室有限元模型,获得驾驶室的固有振动模态;并根据工程车辆的实际运行状况,选取空载30km/h、空载40km/h、重载20km/h和重载30km/h等四个主要工况进行随机振动分析。通过对驾驶室结构的ANSYS动力学仿真分析发现,结构最大应力产生在空载40km/h工况下,位置发生在上顶板与上斜梁的连接处。以此结果作为疲劳分析的前提,根据Q235钢的S-N曲线和疲劳累积损伤理论,利用Steinberg三区间法对驾驶室结构进行疲劳强度分析,结果可知,驾驶室结构的累积疲劳损伤度远远小于1,说明驾驶室结构满足疲劳强度要求,为此类设计研究提供参考。     

纯电动汽车一体化动力总成非接触式密封结构设计

纯电动汽车一体化动力总成普遍使用的油封因与轴为抱紧滑动密封,在长期磨损、老化后容易失效,且不容易更换,同时在电机高速运转时,因线速度较大,油封无法满足设计要求。针对此问题,设计一款适用于纯电动汽车一体化动力总成的非接触式新型密封结构。该密封将动环和静环集成在一起,中间形成迷宫结构,并在动、静环之间增加了浮动环。通过模拟仿真及实验验证了该非接触式新型密封结构达到设计预期功能,可靠性较常规油封密封有明显提升,且结构更加紧凑,有效提升了一体化动力总成生命周期内的可靠性。     

ANSYS在梁-板壳结构随机振动分析中的应用

基于ANSYS建立了梁-板壳结构有限元力学模型。对梁-板壳结构模型在地震位移激励作用下的随机振动响应特性进行分析,并对后处理结果进行简要分析。最后利用ANSYS随机振动结果进行随机疲劳计算并对工程实际中钢架结构的随机振算。主要振动响应特性分析结果以及随机疲劳的计算分析对钢架结构的设计具有一定的指导和参考价值,可以使工程设计人员在设计钢架结构阶段考虑得更加深入,使钢架结构得以优化,以期提高钢架结构的抗振性能和使用寿命。     

18方混凝土搅拌车副梁静力学分析与结构优化

针对某公司生产的18方混凝土搅拌车副梁存在失效问题,在建立副梁力学模型可行性的基础上采用有限元分析法对副梁进行了静力学分析。建立副梁有限元模型,确定搅拌车工作过程中不同状况,通过分析副梁静力学特性获得在不同工况条件下应力应变分布情况,分析结果表明在3种工况条件下副梁的最大应力区域存在失效现象。以降低应力和重量为目标,采用拓扑优化算法对副梁结构进行了优化,分析了优化后副梁的轻量化结果和静力学特性,结果表明:优化后副梁的重量和应力都较前有所降低,最大应力区域的失效问题得到解决,优化后副梁能够满足企业设计要求。     

一种全向天线支架有限元分析

以全向天线支架为研究对象,对全向天线支架的结构形式及天线响应进行了详细分析。首先,根据全向天线的性能的要求,设计了三种不同结构形式的支架。其次,基于有限元分析了这三种支架的天线模态响应,进而获得了三种天线支架的刚度特性。再次,在相同随机振动工况下分析了不同支架的天线响应,得出了不同形式支架的天线加速度响应值和应力响应值,并分析了不同支架天线加速度的放大倍数及应力的安全裕度。最后,根据分析结果,获得了适合于全向天线的最优支架形式。     

纯电动汽车动力总成悬置支架仿真分析优化

某纯电动汽车动力总成在开发周期模拟样车阶段可靠耐久性路试存在后悬置支架开裂破坏状况,通过多刚体动力学计算出极限工况下动力总成3个悬置支架的载荷;在有限元软件中对整个动力总成部件进行有限元网格划分装配及力学数值仿真计算,通过控制悬置支架最大主应力小于材料本身屈服强度来满足设计要求。第二轮路试试验验证了优化结果满足要求。     

混合动力电动汽车的设计和仿真研究

以大众POLO原型车为基础,对其动力系统关键总成进行了重新设计,确定了其参数并与之与匹配,在MATLAB/Simulink环境下完成了混合动力电动汽车整车建模,并通过在CYC_UDDS和CYC_ECE_EUDC循环工况下进行整车的性能仿真模拟,验证了模型的正确性。结果表明,设计车辆动力总成性能参数匹配合理。     

基于热应力分析的汽车散热器水室主片优化设计

将散热芯在热载荷状态下的受力工况视为静不定问题,按热弹性力学基本方程求解弹性体的温度应力.通过有限元分析确定散热芯主片应力分布.基于应变能理论对主片结构进行优化设计.优化结果表明,通过在主片断面上设置第一斜框、第二斜框和第三弧形框,可有效降低主片危险断面的应力,最大降低幅度达15％.对完成的新结构主片进行静载应力测试,结果表明有限元分析较好地与实测数据相吻合,设计效率获得了提高.     

一种轨道交通产品振动工装强度校核

介绍了一种用于轨道交通座椅产品振动试验的工装结构及其强度校核过程.通过模态分析获得了工装结构的低阶模态振型,基于振型叠加法进行了结构随机响应分析,计算了随机振动工况下工装结构中的RMises(均方根Mises)应力分布和最大值,由此确定了结构中的风险部位,并进一步获得了风险部位的应力响应功率谱密度(PSD)曲线.基于带宽特性分析,选择了一种窄带分析模型,计算了风险部位的应力幅值概率密度(PDF)分布曲线.结合线性损伤累积理论,计算了该工装结构在随机振动试验工况下单位时间内的累积疲劳损伤,并最终完成了使用寿命预测.分析结果为振动工装的强度设计提供了理论依据.