基于多性能耦合的引擎盖内板结构优化

汽车轻量化设计是汽车节能减排的重要手段,同时又必须满足各种工况及NVH等性能要求.对于多学科间的多性能综合优化,软件多采用线性加权方法,但对非凸优化问题来说,不能确保得到所有Pareto最优解,因此采用基于折衷规划法和平均频率公式构造的优化方程对引擎盖内板进行多性能约束的拓扑优化,获得更准确材料密度分布,从而更有效的对引擎盖进行结构改进和优化.并通过与原车型引擎盖的刚度及模态和质量等数据进行对比分析,验证了优化方案的可行性及轻量化效果.     

提高微型汽车白车身扭转刚度的研究

采用有限元法研究了某种微型汽车白车身的扭转刚度。采用3节点和4节点空间板壳单元离散整个白车身,建立了有限元模型,通过有限元分析,找出了对白车身扭转刚度影响显著的部位,提出了提高扭转刚度的最佳方案。     

基于加权Ashby法的车门外板选材设计

基于加权Ashby选材法及车门结构设计关键性能分析,总结了与质量,成本相关的材料效率计算公式,并分别绘制了材料的密度-弹性模量、密度-屈服极限、对数形式密度成本-弹性模量、对数形式密度成本-屈服极限Ashby图,通过区域划分建立了相应的评分体系。根据所得材料效率,结合专家评分方法,获得了备选材料库中每种材料子性能的得分以及材料综合性能得分,再根据得分结果选出最佳材料设计方案。结合具体车门外板结构对材料方案进行了抗凹性能验证,结果表明此方法对车门外板的选材设计具有重要的指导意义。     

某混合动力汽车中央通道一体化设计与优化分析

为研究某国产混合动力SUV汽车车身结构的安全性能,依据中国研发新车评价规程(C-NCAP)构建了在台车以50 km·h-1的速度撞击整车侧面的有限元模型,并且将该混合动力SUV汽车进行了仿真分析。碰撞试验显示该国产混合动力SUV汽车出现的中央通道弯曲变形严重、侧地板褶皱程度大而导致的动力电池包受到挤压风险的问题,分析了该问题产生的原因同时提出了结构一体化设计方案。一体化设计加强了中央通道的抗应力变形能力,下侧地板褶皱程度减小,动力电池包受到挤压或破裂风险降低。最后通过实车试验和仿真结果表明该优化方案的可行性。     

"长安之星"微型客车白车身刚度研究

设计开发了"长安之星"微型客车白车身的弯曲和扭转刚度试验系统,对白车身的弯曲和扭转刚度进行了试验研究,并进行了相应的有限元分析.计算和试验结果的对比表明,二者吻合得较好.研究结果为同类车型改型和优化设计提供了依据和手段.     

拓扑优化在车架轻量化设计中的应用

利用OptiStruct软件,通过将刚度最大问题转化为柔度最小,选取车架作为研究目标,采用密度法对其进行拓扑优化,利用拓扑优化得到的密度云图作为轻量化设计的材料分布思路,完成新模型的构建,并验证优化方案的可行性,在满足其各种工况性能要求基础上,质量减轻3.11%。为进一步对整车及零部件应用拓扑优化提供参考。     

基于车门安全性的结构轻量化研究

利用有限元法分析前车门的第一阶弯曲模态和垂直刚度,并在此基础上,以垂直刚度状态下的车门为重点研究对象,通过选择有效的设计变量,在满足模态和刚度性能的条件下,以车门总成质量最小为目标函数进行优化。最后综合考虑各关键部件强度间的相关性,研究车门关键结构件厚度和强度的合理匹配,在保证车门侧面碰撞安全性能的前提下,实现了车门减重10％左右。     

电池包侧面碰撞仿真响应特性和安全性分析

为了探究电池包箱体及其内部结构的安全性问题,结合企业某款纯电动汽车的电池包几何模型,采用均质化的建模方法建立包含电池箱体、电池模组、模组固定支架、连接螺钉、电芯连接铜片及其他结构件的精细化电池包有限元模型,并考虑电池包的实际安装位置,进行整车侧面碰撞仿真分析。从车体结构、电池箱体、电池包内部模组等多个层面综合评价电池包碰撞安全性,结果表明,在侧面碰撞过程中电池包没有短路风险,满足法规中对碰撞后电池包安全性的相关要求。     

多学科优化在后背门改进设计中的应用

在某SUV车型的背门模态分析中,背门1阶固有频率与发动机及路面的激振频率过于接近,这种情况会导致在日常行驶工况中车门产生共振,影响车门的NVH性能。本文中以对车门质量及1阶固有频率的灵敏度较高的几个构件的材料厚度为设计变量,采用最优拉丁方试验设计方法获得样本数据,并用响应面法构建了背门质量及1阶固有频率的近似模型,利用序列二次规划法对该两个近似模型进行多学科并行优化,在保证背门质量不增加的情况下,显著提高了背门的1阶固有频率。