基于灵敏度分析的商用车白车身轻量化研究

对某商用车白车身进行模态、弯曲刚度及扭转刚度有限元分析。然后对该白车身总成构件进行灵敏度分析,以确定优化设计变量,在保证白车身模态及刚度性能不比优化前降低的前提下,以白车身总质量最小为优化目标。通过优化,使该白车身总成质量降低约5.1%,同时固有频率及刚度性能也有略有提升,达到了轻量化效果。     

基于结构参数灵敏度分析的商用车驾驶室轻量化方法研究

商用车驾驶室在实际应用场景中面临路况复杂,驾驶环境恶劣等客观因素.因此在概念设计阶段,要充分考虑驾驶室的弯曲刚度和扭转刚度等性能.充分利用CAE分析驱动设计的理念,利用隐式参数化建模软件SFE-CONCEPT建立某商用车驾驶室参数化白车身模型,并且录入厚度、结构参数等30个变量.依据车辆实际运行工况施加约束及载荷,对白...     

基于灵敏度分析的某铝合金白车身轻量化研究

以某铝合金白车身为研究对象,建立有限元分析模型。以车身结构关键零部件的厚度为设计变量,对白车身质量、模态频率、弯曲刚度、扭转刚度进行灵敏度分析。根据灵敏度分析结果,对以上结构性能灵敏度较低的部件进行轻量化、对结构性能影响较大的部件进行厚度优化。最终在保证铝合金白车身以上结构性能不降低的情况下,提出具有重要指导意义的轻量化方案,实现了满意的减重效果。     

基于NSGA-Ⅱ的隐式参数化白车身轻量化设计

采用SFE-CONCEPT软件建立商用车驾驶室白车身隐式参数化模型,并进行自由模态和6种典型工况的静力学分析。同时建立自动分析优化的流程,针对60个厚度、截面形状和零部件位移变量因子,通过灵敏度分析筛选出优化的设计变量因子,以质量与6种典型工况的最大应力为目标响应,拟合二阶响应面近似模型并进行精度验证。采用第二代非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)对建立的近似模型的求解进行优化得到前沿最优解。优化后的驾驶室白车身模型在保证可靠的强度和模态性能的前提下,质量下降16.9 kg,轻量化率为5.49%,取得了较好的轻量化效果。     

基于NSGA-Ⅱ混合灵敏度分析的白车身轻量化优化设计

针对白车身的轻量化问题,提出了一种基于混合灵敏度分析的参数化优化方法。通过有限元仿真,标定白车身的弯扭刚度及模态性能。以试验设计分析零件厚度相对白车身弯扭刚度及模态的灵敏度,确定并筛选出对白车身刚度及模态性能影响不大的零件。将零件厚度作为多目标优化的设计变量,以白车身质量最小化、弯扭刚度最大化为优化目标,模态性能为约束条件构建多目标优化设计函数。基于NSGA-II遗传算法,进行白车身结构的轻量化优化设计。经Isight优化求解仿真,优化所选零件的厚度,轻量化设计了白车身结构。轻量化设计后的白车身性能仿真结果表明,其刚度及模态性能得到保证的前提下,白车身质量减轻了5.7%。     

基于灵敏度分析的白车身结构轻量化设计

建立了白车身有限元模型,并用模态实验验证了模型的正确性,利用有限元法分析了该模型一阶扭转模态频率灵敏度和车身质量灵敏度,选取相对灵敏度绝对值较大的车身板件作为轻量化设计变量,以白车身质量为优化目标、一阶扭转模态频率为状态变量进行优化,优化后白车身质量降低10.5kg.     

基于模态识别的参数化白车身轻量化优化设计

利用参数化建模软件SFE-CONCEPT建立了某轿车白车身的参数化模型,为白车身轻量化优化提供形状、厚度设计变量。对参数化白车身模型的静态弯曲、扭转刚度和低阶模态性能进行仿真分析并与试验对比,验证了所建参数化白车身模型的有效性。通过编辑脚本实现白车身模态振型与阶次的自动识别功能,避免了白车身优化过程中的人工介入。将脚本文件嵌入到Isight优化软件中,实现了参数化白车身轻量化全自动优化,从而减少了工作量并提高了白车身优化效率。轻量化优化过程中约束白车身静态弯曲刚度和一阶弯曲、扭转模态频率,寻求白车身质量最低、扭转刚度最大的方案。采用近似模型的方法对白车身进行优化,从而进一步提高白车身轻量化的优化效率。优化后白车身质量降低了33.97 kg,减重率达9.33%,白车身的弯扭刚度和一阶弯曲、扭转模态频率与初始模型基本一致,取得了显著的轻量化优化效果。     

基于等效模型的白车身轻量化概念设计

提出一种等效模型作为对白车身进行轻量化概念设计的基础。该等效模型不仅考虑了白车身中的梁结构,而且考虑了接头与大板类结构对车身结构的影响,基于该等效模型可较为全面和准确地对白车身扭转刚度性能进行评估。另外模型中仅包含梁单元、接头简化模型以及大板类结构等效单元,这使得建模、优化和迭代较为快捷。应用该等效模型对某车型D进行了轻量化概念设计,结果表明:与详细设计阶段相比,轻量化系数的误差为4. 3%,等效模型的扭转刚度的误差为7. 2%,优化后工作量由10人·天降低为2人·天。     

相对灵敏度与综合优化策略下的某商用车驾驶室轻量化设计

针对商用车驾驶室等复杂结构的轻量化设计,建立有限元模型。为避免优化的盲目性,提高设计效率,本文对模型进行灵敏度分析,建立各部件对驾驶室整体性能及总质量的贡献度;并进一步提出用相对灵敏度评价方法选择优化变量,简化变量选择过程。最后,提出3种基于不同优化方向的驾驶室结构设计方案:轻质量方案、高刚度方案及综合方案;根据不同优化结果的对比分析,综合优化方案快速实现了总体轻量化设计目标。     

基于能量的商用车驾驶室隔声试验技术

商用车驾驶室的隔声性能对其乘坐舒适性具有重要影响。介绍了基于能量的隔声测试原理,基于该理论对某商用车驾驶室进行了声传递函数测试并计算了隔声量。通过对试验结果的分析提出了影响驾驶室隔声性能的原因,并通过气密性试验验证了分析的准确性,同时提出了改进该驾驶室隔声性能的措施。实践证明,基于能量的隔声测试方法具有较高的测量精度,对整车及子系统的舒适性(Noise,Vibration,Harshness,NVH)正向开发具有重要的应用价值。     

基于梁截面的商用车驾驶室多目标优化研究

针对汽车白车身试验设计运行时间长、近似模型拟合精度低的问题,以某商用车驾驶室为研究对象,提出了一种基于梁截面的商用车驾驶室多目标优化方法。首先,在SFE-Concept中建立了驾驶室的隐式参数化模型,通过与经过验证的有限元模型进行对比,完成了对该模型的精度验证;然后,利用HyperMesh分析了驾驶室梁截面力学特性,找出了梁截面的控制因素,采用比例向量法对截面形状进行了控制;并结合HyperMesh、HyperMorph分别对驾驶室零件厚度和梁截面进行了灵敏度分析,在试验设计之前筛选出了关键优化变量;最后,构建了驾驶室的径向基—响应面混合近似模型,并且采用第二代遗传算法对驾驶室进行了多目标优化。研究结果表明:经多目标优化后,驾驶室质量下降了16.5 kg,减幅达5.4%,一阶弯曲模态频率、一阶扭转模态频率基本不变,弯曲刚度提升15.3%,扭转刚度提升7.7%;该结果说明商用车驾驶室目标优化效果较佳。     

汽车方向盘骨架轻量化设计

首先,以某车型方向盘轻量化设计为目标,建立方向盘骨架梁体混合分析模型,依国家及企业标准规定的试验方法和评价指标,对其进行静强度和模态分析,并对分析结果进行试验验证。其次,将骨架截面参数化,以标准规定的方向盘性能评价指标为响应,对不同截面形状参数进行灵敏度分析。最后,以灵敏度分析找出的非敏感参数作为设计变量,以性能评价指标为约束条件,进行方向盘骨架轻量化设计。研究结果表明:文中所提的三步轻量化法高效可行,在满足方向盘法规要求的前提下,能提高方向盘骨架轻量化设计的效率和精准性,该方法对同类机械结构轻量化设计具有一定的工程指导意义。     

基于强度与模态灵敏度分析的轿车前副车架轻量化设计

根据轿车前副车架的结构特点,建立了前副车架有限元模型。在转弯、制动、垂向冲击和倒车4种工况下对前副车架进行强度分析,然后分析与前副车架有关的各种扰动激励频率对前副车架振动特性的影响。根据长期研究,提出了前副车架结构模态评价原则,依据此原则,得到前6阶的模态频率和模态振型,最后确定出轻量化方案。     

基于参数化分析的滚珠丝杠副轻量化设计

首先,以公称直径、钢球直径和循环圈数参数为设计变量,轴向额定静载荷、额定动载荷以及压杆稳定性为约束条件,建立参数化分析的数学模型;其次针对公称直径、钢球直径和循环圈数的设计参数,分析这些参数对减重变化的影响;最后,要考虑选取轻量的材料和加工工艺实现滚珠丝杠副轻量化设计。因此,本文进行的基于参数化分析的轻量化设计为滚珠丝杠副改进奠定了理论基础。     

某电动商用车车架轻量化改进

商用车车架是整车各总成以及零/部件的承载基体,而车架纵梁又是车架最主要的承重部件,为使商用车轻量化,从而满足市场对汽车低能耗、高效率的需求,以某电动商用车车架为研究对象,建立了车架有限元模型,采用结构设计的方法,对车架纵梁结构进行了重新设计。并对改进车架进行了尺寸优化设计,以车架纵梁和横梁的厚度为设计变量,以1阶模态频率、弯曲工况下加载点的最大位移和扭转工况下加载点的最大位移为约束条件,以车架质量最小为目标函数,对车架进行了尺寸优化。对传统车架和改进车架进行对比分析,分析结果表明,改进车架质量减少了174.40 kg(27.60%),在保证车架安全性能的同时实现了轻量化。     

工程车辆驾驶室振动特性分析及悬置优化

针对现有车型所存在的振动问题,应用振动测试设备对实车进行摸底实验,采集实验数据,分析所存在的问题为近一步的理论分析和有限元仿真等研究提供依据。建立挖掘机驾驶室有限元模型,运用模态分析方法对驾驶室有限元模型进行求解,得出驾驶室模态参数。综合发动机激振频率、驾驶室模态共振频率及实验数据等因素合理选择驾驶室悬置参数,改进驾驶室悬置,并对比改进前后驾驶室振动响应数据,验证优化方案的可行性,为同类研究提供参考。     

防爆胶轮车车架轻量化设计研究

为了减轻某矿用防爆胶轮车整体重量,根据胶轮车的行驶工况和承载情况,分别建立了前后车架的CAD模型和有限元模型,采用有限元法对车架进行应力分析,以评价车架结构的强度.在有限元分析基础上,对现有的车架结构进行轻量化设计,车架质量由2112kg减为1856kg,减重12％.分析结果表明优化后模型的应力强度符合材料的许用应力,优化结果是可行的,为胶轮车的改进设计提供理论依据.     

基于CATIA的桥式起重机司机室人机工程设计

为改善桥式起重机司机室作业环境,提高作业舒适度,对桥式起重机司机室的布局及各尺寸结合人机工程学相关理论进行了分析,并给出了尺寸建议,最后以人机工程虚拟仿真软件CATIA进行验证,分析了司机的视野范围、操作姿势舒适度和手部可达区域。结果表明结合人机工程学相关理论所设计的司机室符合人体舒适度要求,设计中加入了视频监控装置,可降低职业病发生的可能性,司机室尺寸优化结果可为起重机司机室设计提供重要的数据参考。     

基于灵敏度分析的静电传感器优化设计

对用于金属接触损伤监测的静电传感器进行了优化设计研究.利用高斯定律建立了传感器静电感应的解析模型,利用有限元分析方法获得了静电传感器的灵敏度空间分布规律.并在此基础上.,针对不同的设计参数进行了有限元仿真分析,得出设计参数(感应面半径、屏蔽罩厚度、屏蔽罩内径、绝缘体介电常数、感应面内缩长度)对灵敏度空间分布的影响,并在试验台上验证了不同设计参数对接触损伤静电信号的影响,为传感器优化设计提供了依据.