汽车前防撞系统的结构设计与优化

为解决汽车低速正面碰撞时,防撞梁变形过大超过极限空间,吸能盒吸能不足等问题。重建汽车前防撞系统原始结构,利用混合元胞自动机对其实施碰撞拓扑优化,获得了最佳的材料分布,将防撞梁设计成截面为"目"字形的铝型材,并带有侧翼加强的吸能盒新结构。对新结构方案进行三维模型重建,并将其参数化,搭建了基于ISIGHT优化平台,对设计变量自动寻优求解。研究结果表明:新结构设计方法可以得到合理的前防撞系统形状和尺寸,提高汽车低速碰撞的耐撞性指标。     

基于Kriging模型的某汽车后保险杠注塑成型优化分析

为了提高注塑成型产品的质量与效率,以某车型后保险杠为研究对象,在三维软件中建立模型,导入Moldflow软件中建立浇注系统进行模流分析。以熔体温度、模具温度、保压时间、保压压力为变量,翘曲变形量为目标量,进行最优拉丁超立方试验设计并构建Kriging近似模型,结合多岛遗传算法进行参数优化。将优化的参数代入Moldflow软件中进行模拟,得到的翘曲变形量降低了34.90%,优化结果良好,改善了产品的生产效率与质量。     

汽车副车架强度模态分析及结构优化

以某轿车副车架为研究对象,在CATIA、Hyper Works等软件中建立其有限元模型和多体动力学模型。对其结构进行强度分析和自由模态分析。分析结果表明,副车架强度符合使用要求,但该副车架的一阶模态频率与发动机激振频率较为接近从而可能会产生共振现象。针对该问题,采用变密度拓扑优化方法,建立以平均频率法定义的目标函数,以体积分数和应力为约束的拓扑优化。优化结果表明,副车架的模态计算值与试验值误差非常小,其一阶模态频率提高17.3Hz,并且给出副车架材料最优分配图,优化后一阶模态频率可避开发动机激励频率频带,验证副车架结构有效性。     

轧机传动系统关键零部件疲劳仿真方法研究

轧机传动系统的是轧机的重要组件,其强度直接影响到轧机的正常运行。针对轧机传动系统疲劳损伤问题,分析了载荷谱构成,认为载荷来源主要是轧制冲击载荷与扭振载荷;讨论了轧机多工况处理方法,提出了一种基于多体动力学仿真提取载荷放大系数(TAF),利用Matlab软件编制扭振载荷谱及仿真疲劳载荷谱的一般流程;以某钢铁集团现役轧机为例,基于Fatigue Porcess进行疲劳仿真分析,结果证明了该方法的可行性,为轧机传动系统关键零部件或相似机械产品的疲劳损伤位置和疲劳寿命的预测提供了参考。     

基于ADAMS/Car对车架动载荷的仿真分析

汽车车架主要受到来自路面不平度所引起的冲击载荷,利用现有的理论公式很难精确地求解出各连接处载荷的时间历程。基于此,运用ADAMS/Car软件建立整车模型,设置相关的参数。通过仿真计算得到了车架与悬架连接处的载荷时间历程,并将仿真结果与试验结果做了对比,发现两者比较吻合,说明仿真模型的正确性。仿真数据为后续车架的疲劳分析提供了依据。     

VGF法生长6英寸GaAs单晶生长速率的优化

晶体的生长速率关系着晶体质量和生产效率,保证晶体质量的同时,实现较高的生产效率是晶体生长速率优化的主要目标.VGF技术生长晶体时,晶体的生长速率主要取决于控温点的温度及降温速率.在保持加热器控温点不变的情况下,利用数值模拟方法研究了0.9,1.8,3.6mm·h-13个速率下6英寸VGF GaAs单晶的生长,通过对比不同生长速率下温度梯度(均为界面附近晶体中的温度梯度)和固-液界面形状的变化及热应力的分布,得出以下结果:随着晶体生长速率的增加,轴向温度梯度增大的同时,沿径向增加也较快;但由于受氮化硼坩埚轴向较大热导率的影响,晶体边缘轴向温度梯度迅速减小;径向温度梯度在晶体半径70 mm处受埚壁的影响均变为负值,晶体中大量的热沿埚壁流失,导致生长边角上翘;生长速率的增加使得界面形状由凸变平转凹,"边界效应"逐渐增强,坩埚与固-液界面的夹角逐渐减小,孪晶和多晶产生的几率增加;通过对比,1.8 mm·h-1生长时晶体界面平坦、中心及边缘处热应力均较小、生长速率较大,确定为此时刻优化的生长速率.     

VGF法生长6英寸Ge单晶中热应力的数值模拟优化

VGF技术生长单晶时温度梯度较低,生长速率较小,目前已成为生长大直径、低位错密度晶体的主流技术之一。采用数值模拟研究了VGF法6英寸低位错Ge单晶的生长,结果表明在采用自主研发的VGF炉生长6英寸Ge单晶时,晶体生长过程中晶体与熔体中均具有较低的温度梯度(这里的温度梯度是指的界面附近的温度梯度),尤其当晶体生长进入等径生长阶段后,晶体中的轴向温度梯度在2～3 K.cm-1之间,熔体中的轴向温度梯度0.8～1.0 K.cm-1之间;晶体中的热应力除边缘外均在(2～9)×104 Pa之间,低于Ge单晶的临剪切应力,且晶体生长界面较平整;坩埚与坩埚托之间的间隙对于晶体生长中的边界效应影响显著,将8 mm间隙减小至2 mm后,埚壁外侧的径向热流增加,使得晶体边缘的最大热应力减小至0.21 MPa和Ge单晶的临剪切应力相当,实现了热场的优化。     

基于RADIOSS的联轴器结构仿真研究

有限元方法和软件在结构分析中占据了极其重要的位置.利用HyperMesh为前处理建立了以六面体单元为基础的有限元模型.重点考虑弹性体的建模,模拟联轴器系统的实际工况.使用RADIOSS求解器对螺钉和橡胶弹性体的应力、应变进行了有限元计算,评价了零件的强度、刚度等指标.     

VGF法GaAs单晶位错分布的数值模拟和Raman光谱研究

采用数值模拟技术和Raman光谱法对4inch垂直梯度凝固(VGF)法GaAs单晶位错进行了研究。运用数值模拟软件计算了GaAs晶体生长过程中的位错分布,模拟计算与实验结果一致。通过Raman光谱测量,定量计算了晶片表面的残余应力分布。Raman测量结果表明,残余应力与位错密度分布基本一致。在VGF法生长的GaAs单晶中观察到了不完整的位错胞状结构,并利用Raman光谱法对其进行了微区分析。     

汽车振动系统的分析研究

建立前轮为独立悬架,后轮为非独立悬架汽车的七自由度动力学模型,并给出该模型所需要的质量特性与运动学特性参数。由给出的运动微分方程,利用仿真分析得出车身的振动加速度图。研究结果表明,建立的汽车振动系统动力学模型是有合理的。