基于有限元分析的赛车车架结构轻量化设计

通过对某方程式赛车车架结构的有限元分析,来实现赛车车架结构的改进和轻量化设计。利用CATIA软件平台建立某方程式赛车车架三维实体模型,运用CAE分析软件对其进行单元选取和网格划分,建立车架的有限元分析模型,通过对车架静态条件下弯曲工况、扭转工况的分析,找到车架弯曲强度和扭转刚度富裕部位,通过减少管件的使用数量、减薄相对应管材的壁厚、减小直径,达到车架结构优化和轻量化设计目标。     

基于ANSYS Workbench的BSC赛车车架轻量化设计

汽车的行驶阻力对动力性和燃油经济性有很大的影响,影响行驶阻力大小的参数有车重、车身外形、车速及加速度等.根据BSC越野比赛的要求,本文选择从减轻赛车重量出发来进行赛车车架轻量化设计.首先建立车架三维模型,导入ANSYS Workbench中建立有限元模型,施加载荷和约束,对车架在高速转弯、紧急制动两种工况下的应力分布及车架位移进行有限元分析.然后根据分析结果,在保证车架可靠性的情况下改进车架,减轻车架自身重量,以达到轻量化设计的目的.最后再对改进后的车架进行两种工况下的有限元分析,重新验证其可靠性.仿真结果表明优化后的车架的安全性比优化前有明显的提高,并且车架的质量降低了15.7%,提高了赛车的动力性.     

ＦＳＡＥ赛车车架结构的拓扑优化设计

为提高ＦＳＡＥ赛车车架的力学性能并实现轻量化,对赛车车架进行了拓扑优化设计．首先, 对车队设计的初始车架进行强度和刚度分析．然后,根据车架的总体尺寸建立壳体ＣＡＤ模型,将 ＣＡＤ模型保存成ＰａｒａＳｏｌｉｄ格式,并将几何模型导入ＨｙｐｅｒＷｏｒｋｓ中,用户配置模块设置为Ｏｐｔｉ－ Ｓｔｒｕｃｔ,对几何模型进行几何清理、划分单元、分配材料属性,建立用于拓扑优化的有限元模型,进 行拓扑优化计算．根据拓扑结构,结合大赛规则和车架上各部件的装配要求设计出新车架．对新车 架进行有限元静力学分析,包括几种典型工况下的强度和刚度分析,新车架的分析结果验证了结构 设计的合理性,通过与初始车架分析结果相比较,表明了拓扑优化设计方法对赛车车架的设计具有 可行性和有效性．     

基于ANSYS分析的节能赛车车架结构轻量化设计

以第一代节能赛车车架为研究对象,运用CATIA软件建立其车架三维模型,并运用ANSYS软件对车架结构进行3种不同材料、不同截面尺寸的刚度、强度分析,在有限元分析的基础上,对车架进行改进设计;同时,对改进后的车架进行自由模态分析,获得车架低阶固有频率(前6阶)及振型.分析结果表明,车架避开了与发动机怠速、常用车速下的频率重合,实现了车架的轻量化.     

FSC钢管式车架结构设计与改进

为改善赛车的操纵性和外界载荷承受能力,从结构稳定性入手设计一套具有足够强度和刚度的车架并进行轻量化改进.根据车架基本参数建立有限元模型,利用ANSYS软件进行各工况下的仿真,获得应力云图及模态振型,计算车架强度及刚度.结果表明,改进后的车架减重3 kg,扭转刚度提高16.4％,可满足正常使用要求.     

FSAE方程式赛车车架的设计与轻量化

为满足FSAE(formula student automobile equation)方程式赛车车架强度和刚度的要求,其安全裕度较大,为充分挖掘车架的轻量化潜力,运用有限元分析软件依次对车架进行了SIMP方法的拓扑设计和截面尺寸优化,通过改变模型参数值,同时在网格模型保持不变的情况下,采用尺寸优化技术模拟3种实际赛道工况,在保证刚度和强度前提下车架最大变形量相应减少了7%、7.5%、14.7%,最大应力在200 MPa以内,车架质量减少了32%.最后通过模态与试验分析,优化设计的车架有效避开了与外部激励的耦合效应,8字绕环测试所用时间减少了3%.该赛车车架实现了轻量化的目的.     

基于UG与ANSYS的节油赛车车架结构分析

运用UG软件对节油赛车车架进行几何建模和重量分析,并通过ANSYS软件对车架进行静力学分析和模态分析,验证节油赛车车架设计的合理性,为以轻量化为目标的节油车车架设计提供理论依据,也为满足参加全国节油车竞技大赛提供适用车架奠定理论基础。     

方程式汽车车架性能分析与评价

以中国大学生方程式汽车大赛(FSC)规则为基础,建立车架3D模型.利用力平衡公式计算赛车不同工况下悬架各个硬点集中载荷,对制动、加速和转弯工况下悬架各硬点集中载荷仿真分析,得出赛车运动时车架最大挠度为6.454 2 mm,最大应力为480.66 MPa.仿真结果显示该车架满足设计要求,车架自由振动分析结果表明车架不会和CBR600发动机发生共振.该结果为赛车行驶安全性提供理论依据,也为车架设计提供一种分析思路.     

基于ANSYS Workbench的某轻型货车车架轻量化设计

针对汽车车架的轻量化设计问题,本文采用ANSYS Workbench对某轻型货车的车架进行静态分析,利用UG软件建立车架有限元模型,对车架悬架的边界条件进行处理,并根据静态分析结果,通过在横梁上添加减重孔,减薄纵梁壁厚的轻量化方法对车架进行轻量化改进,同时,在4种不同工况下,对改进后的车架进行强度和刚度分析,分析结果表明,4种工况下的车架强度和刚度均满足设计要求,而且在满足强度和刚度要求的前提下,与改进前的车架质量相比,改进后的车架质量减少了11.42%,达到了车架轻量化的设计目的,因此改进后的车架动态特性满足要求。     

基于ANSYS Workbench的FSC赛车车架有限元仿真

在满载弯曲、紧急制动、急转弯和满载扭转等4种工况下,应用ANSYS Workbench软件对由计算机图形辅助三维交互应用(CATIA)软件建立的中国大学生方程式汽车大赛(FSC)赛车车架的三维有限元模型进行仿真,获得了4种工况下的FSC赛车车架的有限元仿真结果,包括变形云图及应力分布.FSC赛车车架的有限元仿真结果与FSC规则的对比表明,FSC赛车车架结构满足设计要求,可为工程研究与应用提供参考.     

某型货车车架轻量化优化设计

在货车车架设计及计算校核的基础上,以轻量化设计为目标,对车架纵梁的截面尺寸进行优化,建立优化数学模型,求出最优解,并利用有限元分析软件对优化后的车架实体模型进行了模态分析,验证其动态特性满足动力学要求,表明该轻量化优化设计的合理有效。     

FSC赛车车架的强度及刚度计算与分析

以辽宁工业大学第一代赛车车架为研究对象,运用CATIA软件建立赛车车架CAD模型,并将其导入有限元软件HyperMesh中,通过几何模型的清理、网格划分和约束与加载生成车架有限元模型,进而对其强度和刚度进行分析,保证赛车车架结构强度和刚度等要求。     

基于ANSYS的汽车车架轻量化设计及加固方法研究

目前汽车车架轻量化设计中大多未对汽车车架进行加固处理,导致汽车强度不能达到车辆行驶要求,为此提出一种基于ANSYS的汽车车架轻量化设计及加固方法.计算汽车车架在有限元单元中的刚度,确定汽车车架的应变,利用ANSYS有限元平台的分析参数特性,将计算量代入ANSYS有限元平台,建立基于ANSYS的汽车车架有限元模型;基于设...     

复合材料重型专用车车架设计与分析

采用碳／环氧纤维增强复合材料对某国产重型专用车车架进行了轻量化设计和有限元分析，在保证强度和刚度不降低的前提下，复合材料车架比原钢制车架重量减轻73%，取得了较好的效果，为我国重型专用车主要承载件采用新材料进行轻量化设计与研究提供了良好的参考。     

便携式代步车折叠车架的轻量化设计

为对某便携式代步车的折叠车架进行轻量化设计,先建立折叠车架的有限元模型,对代步车的不同工况进行分析与确定,再于不同工况条件下对折叠车架进行静力学分析,根据车架的应力应变情况,采用分步优化的方式,对折叠车架的多个尺寸参数进行优化,并对优化后的结果进行静力学特性分析。优化后的折叠车架满足刚度与强度要求,减重28.4%,表明分步优化可以达到较好的轻量化效果。     

碳纤维复合材料节能竞技车车身研发

节能竞技大赛要求赛车车身不但要满足驾乘者基本操作空间的紧凑性要求,还要满足其拥有足够流线型和适当轻量化的特殊要求.考虑紧凑性和流线型要求,运用XFlow流体分析工具辅助设计了满足空气动力学的车身外形,并利用CAE模型分析了车身多阶模态;考虑轻量化要求,采用先进的复合材料成型工艺制作出满足节能赛车的基本强度要求,同时又具有轻量化特点的美观车身.比赛成绩验证了设计的赛车节能效果理想,为设计与制作其他车型赛车车身提供了有益借鉴.     

无副车架自卸汽车车架多目标轻量化优化

为了进行无副车架自卸汽车车架轻量化设计，本文应用有限元分析软件，建立无副车架自卸汽车车架有限元模型。对扭转工况下车架结构强度进行有限元分析，得到车架应力分布，并对车架进行模态分析，根据车架结构强度的有限元计算结果，对安全系数较高的结构件进行灵敏度分析，确定优化设计变量。采用最优拉丁超立方法进行样本采集，建立Kriging近似模型，以质量和最大应力最小作为目标，以一阶模态频率为约束，基于NSGA-II算法对自卸汽车车架进行多目标优化设计。优化结果表明，在保证车架模态频率的情况下，质量减小了15.55%,最大应力减少了1.55%。该优化方法满足设计要求，具有较好的轻量化效果。     

LX200摩托车车架有限元分析及强度评价

综合运用CATIA、MSC.PATRAN等软件,结合摩托车车架结构特点和实际承载情况,建立了LX200摩托车车架有限元计算分析模型;通过模型检查,验证了模型的可行性和有效性;在此基础上对车架进行了有限元分析,并根据计算结果对车架进行了强度评价.结果表明,LX200摩托车车架设计较保守,具有较大的轻量化设计空间.     

客车底盘结构安全性分析与轻量化设计

传统车辆设计与优化依赖专家经验,导致开发周期长、人力物力消耗大,难以紧跟市场需求,而有限元技术的发展为车辆结构设计与优化提供丰富的手段. 本研究以某客车底盘车架为对象,以操稳及结构安全性为导向,对车架进行轻量化设计. 首先,对客车底盘进行了有限元模型建立与简化. 在此基础上,进一步定义了载荷加载方式和计算工况. 其次,结合工程实际,对当前底盘车架进行改进后,明确目标函数、约束条件与变量,提出了优化方案对底盘进行轻量化设计. 通过模态分析、应力分析与变形分析,对弯曲、制动及转弯工况下的优化方案进行了验证. 结果表明,所提出的优化方案在满足车辆动态性能基础上,有效实现了轻量化优化,提升了操稳及结构安全.     

考虑碰撞工况的车架轻量化设计

针对车辆行驶安全的前提下结构的轻量化设计问题,本文以某公司城市客车为研究对象,利用Solidworks软件简化模型,进行参数化设置,并导入Workbench中进行正面碰撞仿真,得到优化前车架变形量。选取车架7个横梁结构尺寸作为优化变量,以车架质量最小作为优化目标,以最大应变作为约束,结合Kriging近似模型和NSGA-Ⅱ算法,对车架进行多目标优化,得到Pareto前沿解集,从中选取最优解验证其车架的轻量化效果。研究结果表明,客车车架质量减轻了8‰,碰撞产生的变形满足碰撞要求,优化效果较好。该研究具有一定的实际应用价值。