某微型电动车车架结构的拓扑优化设计

为了提高某微型电动车车架的力学性能并减轻质量,将拓扑优化理论引入车架结构的优化设计。考虑了多种行驶工况的冲击载荷对车架的破坏作用,给出多工况条件下拓扑优化结果,建立满足各总成的布置和实际行驶要求的新设计结构,基于有限元法通过ANSYS软件对新设计车架的结构参数进行了优化设计。理论分析和车架的实际应用情况表明,该车架设计合理,说明该优化设计方法进行车架结构设计的有效性和可行性,为结构优化设计提供一种思路。     

汽车车架结构的拓扑优化设计

采用有限元分析和结构拓扑优化设计相结合的方法,依据汽车车架的结构受力特性及其材料的性能要求,建立了优化数学模型.在此基础上,基于弯曲板的应力灵敏度分析和性能指标,构建了应力约束下车架拓扑优化准则.最后,开展了车架结构的仿真设计,并得到了合理的结果.     

微型货车车架的拓扑优化设计

车架是货车的关键部件,其动态特性直接影响整车振动和使用寿命,其中如何避免车架与其他零部件的共振一直是整车开发的关键问题.本文首先基于SIMP密度一刚度插值模型和优化准则法,建立线弹性连续体结构刚度拓扑优化的教学模型,对中间密度材料进行研究,得出惩罚因子的取值范围;并对与怠速工况下的发动机极易产生共振的货车车架结构进行了拓扑优化;由优化结果得出了改进的尾部横梁结构,并减轻了横梁质量,减重效果为15.63%.     

汽车车架的结构优化设计

这里以有限元结构分析和优化算法相结合为手段，以某型载货车车架为例，先对车架进行拓扑优化获得车架最优拓扑形式，根据车架最优拓扑形式确定横梁的数量及分布位置和纵梁的加强方式，得到车架的概念化设计。然后对横梁和纵梁的截面尺寸进行优化，建立了车架的力学模型，优化参数模型，优化数学模型，有限元模型，采用ANSYS参数化设计语言编制了优化设计程序，用ANSYS软件中的零阶优化方法获得最优设计，计算结果表明该优化设计方法的有效和高效，给出了汽车车架的计算机辅助优化设计的有效方法，该方法可广泛应用于车架的优化设计工程。     

动力平板车车架结构的拓扑优化设计

以100t动力平板车车架为研究对象,建立动力平板车车架的力学模型.在HyperMesh中建立车架的简化CAD模型及网格划分并结合实际工况采用Optistruct模块进行拓扑优化分析,求出拓扑图形.按照拓扑分析所得规律,结合实际结构特点,提出动力平板车车架的设计方案,为车架的改进设计提供了理论依据.     

微型客车车架多目标拓扑优化

为了设计合理可靠的微型客车车架,应用折衷规划法建立以柔度最小和低阶固有频率最高为目标的多目标拓扑优化数学模型,基于固体各向同性材料惩罚模型进行优化。基于拓扑优化结果,构造微型客车车架的三维模型,并对车架进行静态和模态分析,确认车架满足工作性能要求,由此验证了微型客车车架多目标拓扑优化方法的合理性与可行性。     

基于折衷规划的车架结构多目标拓扑优化设计

为避免单目标拓扑优化无法考虑其他因素的缺点,笔者提出了一种车架结构的多目标拓扑优化研究方法.采用折衷规划法建立了车架结构多目标拓扑优化的数学模型,其中多刚度拓扑优化目标函数采用折衷规划法定义,振动频率拓扑优化目标函数采用平均频率法定义.以某越野车车架为例,通过优化得到了同时满足刚度和振动频率要求的车架拓扑结构.理论分析...     

重型载货汽车车架拓扑优化设计

对车架的拓扑优化设计做了研究,在原有重型载货汽车车架模型的基础上,设定拓扑优化区域和优化参数,通过变密度法将连续体离散成[0,1]分布的模型,对于密度较小的区域采取去除材料的办法形成空洞,留下来的材料为横梁的分布位置,为后续的车架设计提供一个思路。     

基于ESO方法的梁形状拓扑优化

基于渐进结构均匀化拓扑优化的方法,以体积为目标函数,建立了梁结构的不同布局的拓扑优化模型.利用ESO方法的思想理论推导出梁结构拓扑优化的数学模型,并借助于ANSYS软件平台,利用APDL语言实现了优化算法.数值算例验证了该方法的可行性和有效性,它可减少设计变量的数目,提高求解效率.     

基于拓扑优化法的副车架概念设计

副车架是连接悬架与车身的重要连接件。为避免传统副车架设计中穷举设计方案后校核的繁复研发流程、缩短开发周期和在新副车架早期开发设计中提供参考,现将变密度法的拓扑优化技术引入乘用车副车架概念设计中[1-7],提出1种正向设计思路。首先使用hypermesh对某乘用车副车架典型工况下的受力情况进行有限元分析。参照乘用车副车架与周边零件相对位置关系,在空间上划分设计区域。然后以设计区域为拓扑优化空间,以单元密度为设计变量,以体积上限为约束条件,定义在多工况条件下的多目标等权重的拓扑目标函数,并通过添加加工约束改善云图。最后依据拓扑云图所示副车架材料分布进行副车架概念设计。通过对该设计方案进行限元分析并与标杆副车架对比发现该副车架设计方案不仅各工况下应力水平低于原方案,而且重量更轻,验证了拓扑优化概念设计方案可行。     

基于边缘屈服准则法的汽车车架横梁的布局优化设计

提出一种基于边缘屈服准则法的汽车车架横梁的布局优化设计方法,假定纵梁截面形式和横梁截面宽度给定,基结构为纵梁间布满了横梁,根据梁的边缘纤维屈服准则给出横梁单元截面高度的修改公式,通过结构重分析不断修改横梁单元的尺寸,使每个横梁单元的边缘纤维达到屈服,满足迭代收敛准则后删除截面高度小于阈值的横梁单元,获得横梁新的布局并提高阈值.在横梁新的布局基础上进行下一轮优化设计.当阈值达到阈值上限时优化设计结束,从而获得最终的横梁准确分布位置和数量.算例表明该方法简单高效,特别适合对大型车架进行横梁布局优化设计.     

注塑机械手结构拓扑优化设计

建立某注塑机械手分析模型,针对其设计工况进行动、静力分析;应用ANSYS软件的拓扑优化功能．对机械手结构的关键部位（主臂梁）进行拓扑优化,在满足机械手整体强度条件下,改变其质量分布,提高了机械手的低阶固有频率,从而提高了机械手的整体动态特性。通过优化设计,z方向振幅下降53％,y方向振幅下降40％．x方向振幅下降82％。该方法为机械手的结构优化设计提供了一种高效可行的途径,可以缩短机械手设计周期,提高工作效率。     

基于ANSYS的电动车车架改进设计

针对某型号电动汽车车架结构设计是否合理的问题,对车架结构刚度、强度及动态特性等方面进行了研究。首先在Workbench中利用概念建模建立了车架有限元模型,然后分析了车架在满载弯曲和紧急制动工况下的位移变形和应力分布情况;再选择Block Lanczos法研究了车架的结构模态,提取了车架在满载弯曲工况下的前六阶固有频率。针对车架位移变形大结构刚度不够和低阶固有频率偏小车架动态性能差的问题,提出了相应的改进方案:将车架后悬架的弹性元件由原来的螺旋弹簧改为钢板弹簧。最后对改进后的车架进行了校核。研究结果表明,改进后车架位移变形减小,同时结构应力降低,低阶固有频率提高,说明该改进方案合理,为车架的设计和改进提供了参考和依据。     

摩托车车架结构动力优化设计

应用MSC.Nastran对某型摩托车车架结构的动态特性进行研究,将其计算结果与试验模态分析结果做比较,验证车架有限元模型的准确性.然后从引起摩托车振动的两个根源(路面激励和发动机激励)出发,着重从发动机激励方面考虑,通过对车架结构进行动力优化设计,有效地避免了摩托车常用工况下车架前几阶固有频率与发动机的一、二阶惯性力频率一致引起的摩托车共振问题,从而改善摩托车的动态特性,提高摩托车的乘坐舒适性和耐久性.     

军用某型牵引车车架静动态特性分析

建立了以板壳单元为基本单元的车架有限元分析模型,利用ANSYS软件对该车进行静态和动态特性分析。根据计算结果分析表明,文中所涉及的建模和分析手段是行之有效的。并从车架特性上找到一些影响该车在不同工况下行驶出现车架变形、断裂等情况的因素。     

结构拓扑优化设计综述

从离散体结构拓扑优化和连续体结构拓扑优化两个方面,对结构拓扑优化的发展历程和研究现状进行了评述,提出了拓扑优化在理论研究、实际应用、拓展研究和软件研究等方面的研究方向.     

半挂汽车车架有限元模态分析及优化设计

车架是半挂汽车结构件中结构和载荷都很复杂的关键部件,为提高车架整体性能,对某型半挂汽车车架进行了有限元模态分析和基于频率、刚度和强度约束的优化设计,降低了车架结构自重,提高了车架的低阶频率,改善了动态性能,为车架的设计和改造提供了理论依据。     

大型圆锯片检测仪机架有限元分析及优化设计

针对大型圆锯片应力检测仪机架容易出现局部变形的问题,提出了一种基于有限元分析的优化设计方法。首先利用ANSYS Workbench软件对机架进行了静态、模态计算,得出了机架变形量较大的位置和应力主要集中的位置,然后在满足设计刚度要求及避免共振的情况下,对机架进行了轻量化设计,优化后的机架质量比优化前减轻了12.1%,节省了产品材料和制造成本,为锯片应力检测仪机架的设计提供了参考依据。     

基于响应面法的桥梁主桁架结构优化设计

对复杂结构进行优化设计和可靠性设计时,利用传统的设计方法可能会遇到计算量太大的困难,应用响应面法是有效地解决该问题的途径之一.文中将响应面法和有限元技术相结合,建立了桥梁主桁架的挠度、弯曲应力与结构尺寸的函数表达式,继而对主桁架进行了结构优化设计,最后对优化结果进行了有限元分析和验证.设计计算结果表明,对于桁架结构设计这类问题,响应面优化设计具有很好的应用价值.     

基于均匀能密度准则的SKO法在结构优化中的应用

拓扑优化方法在结构设计的概念设计阶段是一种非常重要的方法,近年来一直是结构优化设计研究领域中的前沿课题和热点问题.研究结构优化仿生设计方法SKO法的原理及方法,以ANSYS为平台实现SKO法的软件操作,提出基于均匀能密度准则的SKO法,并对汽车发动机内罩进行拓扑优化,通过比较优化前后的数据证明,提出的方法正确、有效.