货运轨道车辆车体强度有限元分析及结构设计

在分析货运轨道车辆车体结构的基础上,采用有限元分析软件建立了该车体板单元结构模型,在5种载荷工况下对车体强度进行校核,结果证明该车体静强度满足相关标准的要求;然后对枕梁上补强板的厚度进行研究,发现车体最大应力会随着补强板厚度的增加而降低到一定范围内;最终通过优化枕梁上补强板的厚度和侧墙车门结构,使得整车车体质量减少约4%,最大应力值减少约27%,并将车体最大应力点位置控制在侧墙车门下端弧形补强板上。     

基于有限单元法车辆车体结构优化设计

铰接车可以提升车辆的转向性能,但车体受力情况复杂.针对铰接车进行整体受力分析,对不同的子结构重力分析进行分析,获取整车的重力点,在此基础上对前后车体在插入工况、前轮离地工况等进行受力分析;基于有限单元法建立前后车体的有限元模型,分析在整车满载前轮离地工况,前后车体的强度和变形分析,获取应力分布极值点,对设计方案进行检验;根据分析结果,对车体结构进行优化;采用直角应变片法,对优化后的车体应力分布进行测试,在后车体极值点粘贴应变片,获取应力变化曲线,对比测试值与仿真值之间的差异,以检验分析的可靠性.结果 可知:在插入工况和前轮离地工况,前车体和后车体的强度满足要求,但局部位置存在应力集中的现象,其中应力值较大的部位主要集中在后车体的上、下铰接板处;两处测点的最大值分别为121MPa和63MPa,与仿真值相比误差分别为3.45％和6.10％,均小于仿真值,表明优化方案是可行的,降低了极值点的应力值,同时也表明仿真分析是可靠的.为此类设计提供参考方案.     

基于振动应力分析的齿轮结构优化方法研究

针对航空发动机传动系统齿轮辐板断裂现象,进行了原因分析;通过断口检查、强度计算、振动特性分析、应力测试等,确定齿轮辐板断裂的性质为节径共振引起的高周疲劳.基于分析结果,以降低振动应力、提高强度储备为目标,对齿轮结构进行了改进优化设计,并对优化后的结构进行了试验验证.结果 表明,齿轮结构优化后,振动应力值大幅降低,齿轮结构强度储备与工作可靠性明显提升.     

时速400公里高速列车底架拓扑优化

运用OptiStruct软件,针对400km/h高速列车车体,计算其在重要载荷作用下的结构强度、刚度以及模态分析后,以列车的底架作为研究对象,对其进行拓扑优化设计.结合OptiStruct中的OSSmooth模块和SOLIDWORKS软件,总结分析不同载荷方式作用下得出的拓扑优化结果,确定车体底架结构内筋的分布,得出最佳截面形状,并对优化后的底架结构及车体进行静强度以及模态分析比较.对比得出,优化后底架结构减重6.82％,满足车体强度、刚度及模态频率等性能要求的同时,改善了结构的应力分布.     

基于承载力分配法的多功能重载AGV结构优化

针对飞机装配过程中需要柔性运输大部件并对其在承载状态下进行装配作业的问题,提出一种多功能重载自动导引车的一般配置形式。综合考虑智能托架和轮系的承载受力情况,基于车体静力平衡方程和尺寸约束条件提出一种承载力分配方法,基于该方法和渐进结构优化法,对自动导引车的车体结构进行拓扑优化研究并确定一种交叉梁结构设计方案,同时采用多目标优化算法确定了一组关键结构尺寸的最优设计参数。静态承载试验结果表明,经过优化设计的车体结构可以满足工程实际需求。     

新型高速动车组车体结构强度分析及优化设计

介绍了新型动车组车体结构主要技术参数、车体的结构特点及主要零部件等。运用有限元软件对车体进行了有限元建模并基于EN12663标准对车体结构进行了强度和刚度分析,采用基于离散变量的尺寸优化法对结构薄弱处进行改进优化。通过对整车车体进行自由振动模态分析,明确了车体一阶垂向弯曲变形频率和振型,依据车体结构的静强度报告对测试数据和仿真结果进行对比并对试验和计算的差异进行了分析。     

多工况悬架下摆臂结构优化设计方法研究

采用了多种优化设计方法,以某悬架结构为例进行了结构优化设计方法研究.通过对车辆行驶工况和对车体空间布置的分析,建立了拓扑优化可设计域和非可设计域,完成了悬架结构的拓扑优化设计,并建立了工程结构.基于强度分布与应力干涉理论,将可靠性理论和优化方法相结合,进行了可靠性优化设计.其优化结果与尺寸优化和形状优化结果进行了对比,证明了优化设计方法的有效性和可行性,为工程结构提供了一种新设计思路.     

大型轴流压缩机焊接机壳结构设计及优化

针对某型号大型轴流压缩机,基于CAD/CAE现代设计方法,利用Pro/E三维设计软件,在满足互换性的要求下,设计了可以代替铸造机壳的焊接机壳。采用ANSYS Workbench软件对下机壳结构进行静力分析,确定下机壳应力分布和位移;利用DOE优化技术,分析了下机壳外壳板及进、排气筒板厚与机壳变形和质量间的关系。在此基础上,在保证下机壳变形量不增加的情况下,对板厚进行优化,达到机壳减重、节约材料的目的。     

混合灰色关联和有限元法的铝合金三明治板轻量化设计

汽车轻量化设计是实现节能减排的重要途径,为设计出性能优良的铝合金三明治货车防滑踏板,针对不同芯层结构的铝合金三明治板展开研究;建立了I型、V型、U型三种芯层结构的铝合金三明治板结构模型;应用有限元法对实际工况下I型、V型、U型三种芯层结构的铝合金板的应力、位移值进行分析,并基于灰色关联法建立以质量、最大挠度、最大应力为变量的综合性能评价函数,得出V型铝合金三明治板为优选结构;以上、下板以及芯层厚度为优化变量,质量最小化为优化目标,分别采用全局响应面法及可行方向法对V型铝合金板进行尺寸优化,并对优化结果进行对比分析,发现两种方法优化方式均有较好的优化结果,但基于可行方向法的迭代时间更短、效率更高,优化后铝合金板减重约29.5%,具有很好的应用价值。     

高速列车车体结构设计及强度分析

根据高速客车车体结构的特点,设计出二等车的拖车车体。为降低车体的重量和提高车体的抗压能力,车体的钢结构采用大型中空挤压铝型材;通过刚度等效法建立车体等效模型,并对其进行有限元分析,详细分析其主要结构的应力;通过对垂向载荷工况、纵向拉伸载荷工况、纵向压缩载荷工况、气动载荷工况的分析计算,得到了车体钢结构满足强度和刚度的要求、强度薄弱部位主要表现为局部应力集中的结论。解决应力集中问题不应通过加大构件断面尺寸,而应采用降低应力集中的结构措施或局部补强,并提出了设计改进意见。