基于CAE技术的车体动力学仿真分析

基于CAE技术对受冲击载荷作用的车体进行了动力学仿真分析,在三维CAD软件中,创建了车辆零部件的几何模型,对车体中面模型进行网格划分,创建车体有限元模型,对其进行模态叠加法瞬态动力学分析;在多体动力学仿真分析软件中,建立柔性车体,并添加其他零部件,建立车辆的刚柔混合虚拟样机模型进行多体动力学仿真分析。利用两种方法,对火炮发射工况下的车体刚强度分析得到的结果基本相似。     

ATV车体振动特性分析及改进

采用UG软件对某ATV车体进行几何建模,利用Hypermesh软件建立其有限元模型,并进行自由模态的计算机仿真分析,利用LMS实验模态分析系统对该车架进行实验模态分析,验证了有限元模型的有效性。根据计算和实验模态结果,分析车体振动特性,发现发动机激励频率与车体频率同步时,会引起车体共振。利用改变车架结构尺寸使其避开发动机的工作频率的方法来避免共振,为改善整车振动舒适性提供了有效方法。     

CAE仿真分析中计算精度与网格划分关系的探讨

在CAE仿真分析中 ,网络划分是一个很重要的环节 ,它决定着分析结果的精度和计算成本。本文通过对两个实例的有限元计算结果的分析 ,对CAE仿真分析中计算精度与网格划分关系进行了讨论。在保证所建有限元模型正确的前提上 ,结合作者的使用经验 ,对计算精度和网格划分的关系提出了建议。     

电脑机箱结构的模态分析

目的：借助计算模态分析．对电脑机箱进行动态特性研究。方法：在Solidworks中建立机箱主承重板和CPU风扇的三维模型。运用有限元软件Cosmosworks进行网格划分,建立有限元模型,进行模态求解。结果：得到承重板和CPU风扇的前5阶固有频率和振型,为电脑机箱减震降噪,改进结构参数提供参考依据。结论：CAD／CAE技术有助于对已有结构系统进行识别、分析和评价,从中找出结构系统在动态性能上存在的问题,是产品合理设计,结构参数优化的一种有效方法,对于设计工作中提升产品性能、提高设计效率起到了积极的推动作用。     

高速列车车体随机振动仿真预测与试验验证

论文基于有限元法和边界元法,对实车结构的随机振动仿真预测和试验进行了研究。通过对车辆型材简化和车体网格细化分析,搭建车体有限元模型;完成了实车结构车辆试验模态测试和有限元模型的仿真计算,并对试验结果和计算结果进行对比,验证了仿真计算有限元模型的准确性;对模型进行随机振动仿真预测分析,确定测量点的响应幅值,并与试验值进行比较,在误差范围内。本研究可为高速列车减振降噪的预测与控制提供基础。     

行星齿轮传动系统内齿圈振动特性分析

在结构动力学特性仿真分析中,精确的有限元模态模型至关重要。作为行星齿轮传动的关键部件,内齿圈的振动特性直接影响到整个系统的安全和传递效率。利用SolidWorks软件建立内齿圈参数化模型,采用循环对称模型及全六面体网格进行有限元自由模态分析,在尽量小的计算规模下获得尽可能精确的仿真模型,并与无预紧力自由试验模态对比,结果表明低阶固有频率的最大相对误差仅为3.02%,振型基本吻合,验证了仿真模型的准确性,为后续齿圈柔性分析及工作过程中的故障诊断提供理论参考。     

高速动车组车体模态特性分析

针对轨道不平顺及设备运转使高速动车组运行过程中产生复杂的振动、严重降低乘坐舒适性和行驶安全性等问题,对车体进行模态特性分析,以改善车辆的动态响应特性。建立某高速动车组车体有限元模型,计算3种车体不同质量条件下的振动模态,分析设备吊挂位置和吊挂点数目对车体模态频率的影响,得到模态频率和振型的变化规律。在有限元计算的基础上搭建车体模态测试系统,对车体进行模态试验,分析仿真与试验结果的差异及原因,验证数值计算和有限元模型的正确性。结果表明,车体模态频率满足相关设计标准,不同质量的车体低阶模态振型变化趋势一致,吊挂位置对底架垂弯和车体扭转振动频率影响较明显,吊挂点数目增加使车体模态频率逐渐升高。     

上海国产化地铁列车设计中的CAE技术

介绍了计算机辅助工程(CAE)在上海地铁车辆设计中的重要用用,分析了地铁铝合金车体结构,从车体结构强度、车体模态分析、车体稳定性分析、车体碰撞安全性分析等方面介绍了CAE技术在上海地铁国辆设计中的应用.     

基于无网格法的风力发电机塔架门框强度分析

针对风力发电机的塔架门框强度分析中，传统有限元方法建模复杂耗时的问题，提出一种基于无网格法的仿真模型。采用ANSYS和Simsolid软件，分别建立五组机型（3.6～6.25MW）塔架门框的有限元和无网格仿真模型；计算塔架变形、门框极限应力，以及焊缝热点应力，比较两类模型的计算结果。研究结果表明：两类模型计算塔架变形趋势一致，最大位移相对误差0.94%～1.87%；在门框、焊缝极限应力方面，模型的相对误差分别在0.36%～4.63%之间、-0.50%～3.38%之间；无网格法在刚度、应力计算可靠的同时，建模效率显著提高，为塔架门框快速仿真评价提供了一种新的研究思路。     

磁悬浮精密定位工作台设计与有限元综合分析

利用磁悬浮技术将工作台悬浮在导轨上,消除了摩擦和磨损,采用直线电机无接触驱动实现了工作台的精密定位.针对微电子行业IC芯片制造设备如光刻机的磁悬浮精密定位工作台进行了CAD结构设计,有限元电磁场分析,在采用有限元软件Ansys进行磁悬浮系统电磁场分析的基础上,将磁力计算结果调入CAE软件MSC PATRAN/NASTRAN中,磁力计算与结构力学综合分析计算,合理地评价了磁悬浮移动平台的性能.进行了磁悬浮工作台的模态测试,模态测试结果与有限元分析结果相符合,证明了文中的建模方法及分析计算结果是正确的.通过有限元分析与模态测试,找出了薄弱环节,对结构进行了改进.     

液压模块挂车刚柔耦合仿真及振动实验分析

针对车体的柔性特性对液压模块挂车动态的影响、并提高仿真计算精度的问题。运用ANSYS建立车体有限元模型并计算模态特征。在多体系统动力学理论基础上,将车体的模态中性文件导入ADAMS作为柔性体,建立整车刚柔耦合动力学模型。由路面不平度时域激励信号对动力学模型进行仿真,结合挂车的结构振动试验,从仿真计算与试验的结果对比表明:所建立车体有限元与挂车刚柔耦合动力学模型具有一定的准确性。进一步分析在不同的运行工况如车度、道路等级对挂车动态响应及平顺性的影响。     

车身有限元建模与验证研究

随着计算机技术和数值分析的不断发展,CAD与CAE技术已在当今汽车设计过程中普遍采用.首先采用CATIA建立某轻型客车的简化车身几何模型,在此基础上采用HyperMesh进行网格划分.考虑到车身曲面形状复杂程度和计算精确度的要求,主要采用了四边形单元来划分网格,在一些对模型精度影响不大或曲面较复杂的地方采用三角形单元来划分网格,将得到的网格化模型导入ANSYS,计算得到各阶固有频率及模态振型.最后通过试验,将试验模态与计算模态进行对比分析,验证所建车身有限元模型的可靠性,从而为后续车身动力学特性分析打下基础.     

接触网综合检修车车体结构强度及模态分析

根据EN 12663-1:2010《铁道应用—铁道车辆车体结构要求》对接触网综合检修车车体结构进行受力分析,建立了该车体的有限元模型,应用ANSYS有限元软件对车体结构进行静强度和模态分析。计算结果表明,车体的强度和刚度均满足相关标准的要求。     

地铁铝合金车体模态和稳定性有限元分析

介绍了砖构模态分析和稳定性分析的基本理论;利用I-deas分析软件建立某新型地铁铝合金车体详细的有限元模型,对车体结构进行模态和稳定性仿真计算,通过横态分析得到了两种工况下车体的前六阶固有频率及其相应的振型;通过稳定性分析得到了车体结构发生屈曲失稳时的临界载荷和失稳部位.分析结果表明该铝合金车体满足动态设计要求,且在各种工况条件下结构稳定性良好.     

摩托车振动舒适性分析与改进

从车体动态特性分析入手分析研究摩托车振动舒适性。以某125摩托车为例,采用仿真和试验相结合的方法分析摩托车车架、车架挂发动机的模态特性,建立了一种有效的简化了的车架挂发动机有限元模型。分析了发动机对车体动特性的影响,以及车体动特性与激励的匹配关系。针对该车架提出了改进方案,模态分析表明车体结构模态特性得到了改善。整车平顺性道路试验结果表明改进后的车架较好地改善了整车振动舒适性。     

气动载荷下动车组车体疲劳寿命评估

使用Solid Works软件建立CRH2型动车组头车车体的三维模型,然后利用ANSYS与多种CAD和CAE软件的无缝接口技术,将车体三维模型成功导入ANSYS WORKBENCH有限元仿真分析软件,并完成有限元网格的划分。在此基础上,先进行车体在气动载荷下的静力学分析,然后加载获取的的随机载荷谱,对车体进行疲劳分析,得到了车体的寿命、安全系数及损伤等相关参数。结果表明,车体的疲劳寿命满足设计要求,最小安全系数为1.022 4。     

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。     

大型天线结构CAD/CAE集成建模技术研究

以大型天线结构为研究对象,提出并实现了一种CAD/CAE集成建模方法.首先在参数化零件的CAD模型上添加分析特征,然后基于带分析特征的参数化零件构建产品的CAD模型,再从CAD模型中提取分析特征并在CAE环境下重构其几何模型,最后应用基于分析特征的网格,自动划分技术快速建立天线整机的有限元网格模型.实例证明该方法可以显著提高复杂产品CAE建模的速度、准确性和一致性.     

基于FEM的新型运煤敞车的结构模态分析

基于有限元分析方法,对运煤敞车的结构简化、单元选取、边界及约束处理等建模技术进行阐述.应用ANSYS对运煤敞车空车和重车进行计算模态分析.结果表明,该敞车空车和重车模态振型基本相同,但同振型的空车模态频率均比重车高.与试验模态相比,车体刚体振动的模态频率与试验结果误差相对较大,而弹性振动的模态频率较接近,这为车体的轻量化设计提供了合理的设计模型.     

应用多体有限元法预测车体结构疲劳寿命

利用多体动力学和有限元法结合的混合方法对机车车体结构疲劳寿命进行仿真研究.首先在SIMPACK中建立机车整车的多体系统动力学模型,根据不同的载荷工况计算其载荷时间历程;其次根据有限元准静态应力分析法,获得车体结构的准静态应力应变影响因子(stresses influence coefficient,SIC),再利用模态分析技术获得车体结构固有频率和模态振型,以及确定车体结构危险点位置.基于危险应力分布的动载荷历程,结合车体材料的S-N曲线以及Palmgren-Miner损伤理论,利用FE-FATIGUE软件的安全强度因子分析法和WAFO(wave analysis for fatigue and oceanography)技术进行标准时域的车体结构疲劳寿命预测,其中包括应力应变的循环计数、损伤累积和寿命预测.实测结果和仿真结果相互对比表明,这种方法可以有效预测车体结构的疲劳寿命,其精度和动力学与有限元模型的精度有关.