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全铝合金轻量化纯电动客车空间骨架由一系列不同截面的型材构成,精细化仿真计算量大、计算效率低,针对于此,提出一种基于等效刚度单元的客车车身有限元快速计算方法。首先针对复杂截面铝合金梁,对截面进行子截面划分并以梁单元进行定义,然后在纵向间距上用刚性梁单元进行连接,从而形成空间梁单元组合体,保证与原来梁截面的几何和性能等效;接着将该方法应用于铝合金客车大梁和车身骨架的分析计算中,仿真结果与实验结果进行了对比验证。研究表明,提出的方法在针对复杂截面车身骨架计算时计算效率高,可用于车身骨架的正向设计。 相似文献
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车身骨架结构模态参数反映客车车身固有振动特性.而振动特性的优劣直接影响到客车的使用寿命、乘坐的舒适性和行驶的安全性.本文通过对车身骨架进行有限元建模,而后将其导人MSC.Nastran进行自由模态的分析,计算出了该客车车身骨架结构有限元模型的模态,最后对所计算的模态数据进行了分析,为该车车身的进一步动力学分析的提供了参考. 相似文献
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介绍了客车车身骨架合装生产的工艺,分析出了客车车身骨架合装时的关键参数。通过对客车车身骨架宽度重要性的分析,指出了客车车身骨架合装机合拢宽度控制的重要性。分析了目前常用的三种车身骨架合装机合拢宽度的推进方式和定位方式,同时引入了控制车身骨架合拢精度更高的两种机械式控制方法,可为高精度客车车身骨架合装机的设计提供参考。 相似文献
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本文在HyperMesh软件中建立了一款12米长的纯电动公交客车车身骨架的有限元模型,并对模型进行了多种典型工况下的结构分析。根据结构分析的结果,找出了车身骨架结构设计的不足,对于纯电动客车车身骨架中的部分结构进行改进优化设计。通过对改进后的车身骨架进行结构分析并与原方案进行对比,验证了结构优化的合理性。 相似文献
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介绍了客车车身有限元分析与优化设计的研究背景,详细论述了车身结构有限元分析的基本方法和步骤。在UG3.0软件中创建了客车车身骨架的三维实体模型,然后在Ansys10.0软件中对车身进行了有限元分析,通过对计算结果进行分析,提出了优化车身结构的方案,有利于提高车身的承载能力。 相似文献
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利用有限元软件I-DEAS建立了某中型客车车身骨架的有限元模型。借助I-DEAS软件的optimization模块,以客车车身自重作为优化目标函数,选取对车身骨架总体质量影响较大的9种梁的截面积以及车身蒙皮厚度作为优化设计变量,选择应力最大值、位移最大值以及车身低阶固有频率构成约束条件对客车车身骨架进行了结构优化。经过8次迭代优化后车身骨架质量减轻了135.54kg,强度、刚度和低级频率满足使用要求。 相似文献
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建立了某大型客车车身骨架FE模型,获取了自由模态参数以及静态弯曲和扭转工况下的刚度和强度特性。基于分析结果,对车身骨架结构形式进行了改进。利用优化设计方法,建立了以客车薄壁梁厚度为设计变量,车身总体积和表征车身刚度的状态量为响应的优化模型。通过对影响车身轻量化和力学性能指标构件的灵敏度分析,筛选了设计变量,重新建立了以车身骨架总体积最小为目标的优化模型,得到了轻量化效果明显的优化方案。最后对轻量化模型进行典型工况分析,与初始模型进行了对比,验证了优化方案的可行性。 相似文献
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汽车车身骨架结构由薄壁梁构成,因此将薄壁梁理论运用到车身正向开发设计中。改进文献中的车身刚度设计方法,推导了包括双力矩和翘曲函数等在内的薄壁结构的14个状态向量与15个截面属性之间的力学关系;建立了包含主断面属性的车身梁单元刚度分析模型和以车身接头为耦合点的整车刚度链力学模型。通过对比相同模型的有限元分析结果以及文献中的刚度链计算结果,验证了提出的薄壁结构车身刚度计算方法的合理性。最后,以车身弯曲和扭转刚度为约束条件,以车身质量为目标函数,运用遗传算法进行求解,得到了比对应文献更好的车身轻量化设计效果。 相似文献
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为了提高经典的2节点平面Bernoulli—Euler梁单元在梁杆结构稳定性分析中的计算精度,建立了一种递推凝聚梁单元.将1个杆件当作1个逐级派生的子结构,自顶向下逐级派生,使用静力凝聚方法,消除内部自由度,建立了几何非线性刚度矩阵的递推格式,自底向上逐级递推凝聚.通过递推凝聚得到了一种高精度粱单元,它与经典的2节点梁单元具有相同的自由度数量及分布.推荐进行2次递推,将得到和1个杆件划分为4个经典的2节点梁单元相同的计算精度.对梁杆结构稳定性分析中的几个典型算例进行了分析,1个杆件使用1个单元就可以得到相当准确的临界力.从理论上来说,随着递推次数的增加,其计算精度可以无限逼近精确解. 相似文献
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A finite element formulation using the B-spline wavelets on the interval is developed for modeling the free vibrations of composite pipes. The composite FRP pipe element is treated as a beam element. The finite pipe element is constructed in the wavelet space and then transformed to the physical space. Detailed expressions of the mass and stiffness matrices are derived for the composite pipe using the B-spline scaling and wavelet functions. Both Euler-Bernoulli and Timoshenko beam theories are considered. The generalized eigenvalue problem is formulated and solved to obtain the modal characteristics of the composite pipe. The developed wavelet-based finite element discretization scheme utilizes significantly less elements compared to the conventional finite element method for modeling composite pipes. Numerical solutions are obtained to demonstrate the accuracy of the developed element, which is verified by comparisons with some available results in the literature. 相似文献
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为减小木工带锯机床整体振动,提高加工精度,降低整体质量,对筋板结构建立系统振动数学模型,根据运动微分方程对筋板结构单元进行动态性能和载荷分析,得出最适合该机床的筋板结构类型,并采用三维建模软件对机床机架进行参数化建模。根据实际工况,采用ANSYS对机架整体进行有限元静力学分析。基于静力学仿真结果,采用拓扑优化方法对机架进行轻量化设计,并对机架尺寸提出修改和优化方案。研究结果表明,井字形筋板结构和T字形筋板结构为该机架的最优筋板结构单元,且满足刚度和强度要求;通过轻量化设计使机床整体质量下降16.9%,实现轻量化目标。 相似文献
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This paper presents a spatial force-based non-prismatic beam element modeling approach for circular flexure hinges, which is capable of accurate and efficient modeling of both static and dynamic characteristics of flexure-based compliant mechanisms. The spatial force-based non-prismatic beam element is an improvement and extension of the existing beam elements by considering shear and torsional effects of circular flexure hinge. The new consistent mass matrix formulation was derived using the Unit Load method. A parallel-guided compliant mechanism was taken as an example to validate the efficiency and accuracy of the proposed approach through static and modal analyses with fewer non-prismatic beam elements, and the results are well agreed with ANSYS simulation results with massive 3D solid or 2D shell elements. The developed approach is also available to model arbitrarily shaped flexure hinges in compliant mechanisms. 相似文献
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龙门架钢结构有限元分析及其技术处理 总被引:4,自引:1,他引:4
利用大型通用有限元分析软件ANSYS对龙门架钢结构进行强度分析。利用梁单元和实体单元各自的优点,通过二次建模互补进行结构有限元分析。利用梁单元快速发现大型龙门架结构中的薄弱环节;利用实体单元进一步得到危险部位的更准确解,以达到最佳的分析效果。 相似文献
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《机械工程学报(英文版)》2015,(5)
Geometric or sub-scale modeling techniques are used for the evaluation of large and complex dynamic structures to ensure accurate reproduction of load path and thus leading to true dynamic characteristics of such structures. The sub-scale modeling technique is very effective in the prediction of vibration characteristics of original large structure when the experimental testing is not feasible due to the absence of a large testing facility. Previous researches were more focused on free and harmonic vibration case with little or no consideration for readily encountered random vibration. A sub-scale modeling technique is proposed for estimating the vibration characteristics of any large scale structure such as Launch vehicles, Mega structures, etc., under various vibration load cases by utilizing precise scaled-down model of that dynamic structure. In order to establish an analytical correlation between the original structure and its scaled models, different scale models of isotropic cantilever beam are selected and analyzed under various vibration conditions( i.e. free, harmonic and random) using finite element package ANSYS. The developed correlations are also validated through experimental testing. The prediction made from the vibratory response of the scaled-down beam through the established sets of correlation are found similar to the response measured from the testing of original beam structure. The established correlations are equally applicable in the prediction of dynamic characteristics of any complex structure through its scaled-down models. This paper presents modified sub-scale modeling technique that enables accurate prediction of vibration characteristics of large and complex structure under not only sinusoidal but also for random vibrations. 相似文献