农用三轮摩托车车架振动分析与结构优化

对某农用三轮摩托车车架的梁单元模型进行了强度、刚度和模态分析。在此基础上,以车架在极限工况下的强度、刚度和质量为约束条件,以主要梁管的截面尺寸为设计变量,以车架的第1阶固有模态频率为目标函数,建立了结构优化数学模型,并通过计算获得了最佳的结构截面尺寸参数,使车架在满足强度和刚度使用要求且不增加质量的前提下,提高了第1阶固有频率,改善了农用三轮摩托车的振动特性,从而为其车架结构的改进提供了理论依据。     

方程式赛车车架的轻量化设计

以大学生方程式赛车为实例,研究在满足整车振动频率、强度、刚度等约束的前提下,运用有限元分析软件对车架进行拓扑设计和尺寸优化.根据赛事规则,初步建立车架主体结构,运用ANSYS对车架结构进行拓扑设计,得到合理结构;以车架扭转刚度、车架结构性能等为评价标准,以管件尺寸为设计变量,对车架结构进行尺寸优化;通过试验验证,8字绕...     

某车架结构基于灵敏度分析的优化设计

建立了某自卸车车架有限元模型,通过模态试验和模态有限元分析得出了车架固有频率,并且验证了该模型的准确性和合理性。依据车架结构的灵敏度分析结果来选择设计变量,在保证车架低阶模态频率和强度的前提下,以车架轻量化为目标优化车架构件厚度,实现了车架质量8.0%的降低幅度;在控制车架质量和强度的条件下,以提高车架低阶模态频率为目标,实现了车架结构的低阶模态频率和动态性能的提高。     

新能源客车车架的模态分析与优化设计

针对汽车在行驶过程中因外部载荷激励而产生的振动问题,以某新能源客车车架为研究对象,对车架结构进行有限元模态分析,对车架薄弱部位进行尺寸优化设计。对优化后的新能源客车车架进行刚度和强度校核,确保优化后车架静力学特性满足设计要求,并使二阶固有频率基本避开发动机怠速激励频率。所做研究为汽车车架结构的优化设计提供了参考。     

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。     

汽车起重机车架多目标尺寸优化设计

车架作为汽车起重机的重要承载部件,其承载能力对汽车起重机的整车性能有很大影响。本文以55t汽车起重机车架为研究对象,在SolidWorks中建立参数化模型并导入Workbench中对车架进行有限元分析,计算其极限工况下的应力、变形以及模态。通过参数敏感性分析得到各参数对优化目标的敏感度并确定合理的设计变量。构建以筋板厚度和位置为设计变量的响应面模型,以车架的许用应力为约束条件,基于多目标遗传算法对其进行多目标优化。得到优化结果后对其进行分析确定其合理性。结果表明,优化后的车架满足强度与刚度要求,质量减小了6.3%,第一阶固有频率提高了4.9%。     

某载货汽车车架有限元分析及尺寸优化

建立了某货车车架简化模型,分别在满载弯曲、满载扭转、紧急制动三种工况下,对车架施加相应的边界约束和载荷约束,进行了静力响应分析,获得了其应力应变图;同时计算了其在自由状态下的振动特性,获得了前6阶固有频率。根据静力分析获得的结果,找出车架结构中的薄弱部位,在此基础上选取2纵梁和8横梁的厚度尺寸作为设计变量,约束其重量不超过970 kg,以车架整体加权柔度最小为目标在Optistruct中进行尺寸优化,以保证其具有足够的刚度。     

基于ANSYS的FSC赛车车架分析与优化

车架是空间桁架式赛车的主要承载体,强度和刚度是车架设计的主要目标。分别运用CATIA和ANSYS对车架进行建模和静力学分析。分析结果表明,车架强度和刚度符合设计要求。通过模态分析算出各工况下车架固有频率。分析结果表明,车架在怠速工况下的固有频率均与赛车其他部件固有频率重叠,会产生共振。根据分析结果对车架结构进行优化,优化后对车架进行分析,得到车架强度和刚度符合要求,在各工况下不与路面激励或赛车各部件产生共振。     

电动自行车主车架结构的优化设计

对某电动自行车钢结构主车架进行计算机优化设计,并选用镁合金材料来减轻质量。利用拓扑优化和尺寸优化技术获得新的车架结构和管件尺寸,并进行静力分析和模态分析。与原钢架相比,优化后的镁合金主车架质量减少60%,固有频率提高。结果表明,新结构的强度和刚度达到设计要求。     

基于有限元法的摊铺机车架结构分析

针对大型复杂摊铺机车架在设计过程中结构强度和刚度较难保证,而使车架在施工过程中易出现变形及开裂等问题,为了提高摊铺机整机的施工效果和可靠性,开展了基于有限元法的摊铺机车架的结构分析工作。采用有限元分析法,根据摊铺机的多种工况,对摊铺机车架进行了静力分析及模态分析,获得了车架的应力应变云图、固有频率及振型,为结构优化提供了基础;同时针对车架结构的薄弱环节,提出了在前后板增加筋板及增大左右侧梁横截面尺寸,以提高车架整体结构刚度的改进方法。研究结果表明:在设计初期预先进行结构的强度分析和校核,可从源头上避免部分设计缺陷和不足,为样机的设计和研究提供理论依据,对提升摊铺机的工作效能和稳定性具有实际意义。     

具有关节力矩反馈的上肢康复机器人设计

康复机器人关节的驱动方式和结构设计对控制性能和成本影响较大。提出并验证一种具有低成本、结构紧凑特点和关节动态力矩检测功能的机械设计,并此基础上设计了一款简洁的轻质可穿戴双侧四自由度上肢外骨骼。为了验证驱动关节和整体外骨骼设计的有效性,对其结构设计进行了阐述,并对其分别进行了运动学和动力学建模,通过Matlab对终端活动范围进行了仿真,并对样机的单关节和整体性能进行了测试,实验数据显示这种驱动关节和康复机器人设计表现出较好的控制性能,有良好的研究前景。     

包装机八杆机构式灌装开袋装置的优化设计

在包装机上设计了一种适用于纸塑复合袋(双层袋)的八杆机构式灌装开袋装置,实现了黄皮纸外袋和塑料薄膜内袋的同步开袋和封袋,从而解决了双层袋灌装包装生产线设计中如何同步开袋顺利灌装难题。研究了八杆机构式灌装开袋装置特点,分析了八杆机构优化设计的方法,建立了以机构相位角最小值为目标函数的优化模型,运用MATLAB确定了八杆机构设计尺寸,在ADAMS中建立了虚拟机构模型并进行了运动仿真;当机构运转时,得到了末端连杆角度-时间曲线,符合黄皮纸外袋和塑料薄膜内袋同步开袋和封袋的设计要求,验证了优化设计结果的合理性,对多杆机构装置的机械设计提供了一定参考价值。     

遗传小波神经网络在机床碳排放预测中的应用

机床的生产加工过程中,会产生大量的碳排放,通过分析机床加工过程的碳排放相关量,预测碳排放值,从而达到降低碳排放的目的;将遗传算法对具有自适应性和函数逼近能力的小波神经网络的参数进行全局优化,来构建遗传小波神经网络模型,对机床加工过程的碳排放进行预测;并通过实验数据将遗传小波神经网络与传统小波神经网络的预测结果进行对比,结果显示,优化后的小波神经网络在机床碳排放的预测结果平均误差为0.48%,均方误差为20.5303,均优于传统神经网络,证实了在机床碳排放预测中遗传小波神经网络相对传统神经网络具有更高的逼近精度;从而能够较为准确地对机床碳排放进行预测和控制。     

圆柱滚子轴承的瞬态温度场分析

为保证圆柱滚子轴承在工作过程中的使用性能,需对轴承在外加载荷作用下的温升进行分析。以某摆剪减速器圆柱滚子轴承为研究对象,运用热网络法计算其温升,通过现场实测验证了热网络模型的可行性。并运用热网络法计算了不同品牌的圆柱滚子轴承的温升情况,得到了滚动体数和其结构对温升有影响。结果表明:滚动体越多,并且滚动体为空心时轴承的温升越低,即FAG品牌的圆柱滚子轴承的温升低。轴承的温升分析为轴承的设计和使用提供参考依据。     

一种STEDF的可视图环境建模方法

提出的一种STEDF的可视图建模方法,可有效的提高环境模型建模效率,并且使移动机器人在路径规划的算法更加高效。在环境模型中通过删减融合一些不必要障碍物的手段,利用机器人所在的起始点、目标点和障碍物之间的关系,在不对路径规划的结果有影响的情况下建立一种极大程度下减少可视边的可视图。该方法在前期的环境建模中由于可视边是移动机器人的路径的原因,所以节约了很多环境建模的时间。根据有效的仿真结果可知,这里的方法极大程度的使路径规划算法的速率在原来的基础上取得了非常大的进步。     

小型甘蔗收获机刀盘振动分析

在砍蔗过程中甘蔗收获机刀盘的振动对砍蔗的质量有比较大的影响,而影响刀盘振动的主要因素之一就是发动机的激励,所以为了提高砍蔗的质量和降低砍蔗的破头率,有必要对该激励对刀盘振动的影响进行分析与探究。为了准确的找出样机刀盘振动过大的原因,利用OPAX(Operation-X Transfer Path Analysis)方法对刀盘的振动进行了试验研究,先根据试验数据计算出每条路径的贡献量,然后再结合相位对刀盘的振动进行贡献量分析。最后综合考虑相位和幅值找出了引起刀盘振动的主要路径,为甘蔗收获机的后期优化提供了方向与依据。     

高速长轴转子振动的模态分析

在调试高速实验台时发现:当转子达到第一阶临界转速时出现振动过大导致转速升不上去等问题。经过查阅国内外相关文献,提出了基于ANSYS有限元法和实验法的减少异常振动的思路和方案。首先利用ANSYS软件对实验台转子建模,获得在偏心不同情况下的一、二、三阶模态;再对实验台调试、振动测试,得到实验台转子在偏心、一阶临界转速和10000r/min三种不同工况下振动幅值和频谱。经过两种方法比较分析得出:出现实验台过临界转速时转子振幅激增、过临界转速后振幅滞留和转子降速过临界转速时临界转速值偏移这三大问题的主要原因是转子上的圆盘偏心过大所引起的,解决了在实验台转子试验时会因振动过大可能会对学生带来的安全问题。     

面向助力外骨骼效能评估的灰色层次分析法

为定量评估助力外骨骼综合效能,通过咨询专家和归纳统计,分析外骨骼整体性能,选取定义相关指标,建立多级外骨骼效能评估指标体系。采用层次分析法确定各指标的权重,基于灰色综合评价方法建立白化权函数,构建效能评估模型。最后以某型助力外骨骼为例,充分利用已有指标判断信息,得到总体效能评估得分,证明该模型具有一定的科学性和可行性,并可应用于其他不同方案的助力外骨骼效能评估中,为类似助力外骨骼的设计研发提供理论参考。     

压裂泵车车载发动机支撑横梁的性能评估

当前压裂泵车多配备大功率车载发动机,其振动容易引起支撑横梁的疲劳失效。以2500型压裂泵车连接发动机与变速箱的右侧支撑横梁为研究对象,通过相关参数确立边界条件;然后利用有限元软件对其进行静力分析,得出应力集中位置出现在近发动机端的圆孔处;继而将仿真结果导入nCode Design-Life,采用S-N静态疲劳设计方法对其进行疲劳可靠性分析,得出该支撑横梁容易产生疲劳失效的位置仍出现在发动机端的圆孔处,与现场出现裂纹位置相吻合,并提出相应的改进措施,为支撑横梁的结构优化提供了参考。     

一种基于鞍点近似的高效二阶可靠性分析方法

一次可靠性分析方法虽然效率高但在解决非线性状态极限函数问题时精度低,二次可靠性分析方法计算精度高但是效率较低,工程实际中很难普遍使用。为此,在分析传统二阶可靠性分析方法精度损失原因的基础上提出了一种具有较高精度且相对二阶可靠性分析方法高效的可靠性分析方法。所提方法首先用一系列的二次多项式组合近似表示极限状态函数。进而通过变换求出近似极限状态函数的累积量母函数,使用鞍点近似求得失效概率。最后用一个数值案例证明方法的有效性。