汽车发动机飞轮壳试验分析与改进

针对某型车常用转速下动力总成的共振问题,在发动机试验台上对动力总成结构进行了模态试验,分析其固有特性,找出发动机飞轮壳弯曲刚度低是导致动力总成共振的原因。在ANSYS软件中建立一种实车条件下的动力总成有限元仿真模型,计算其约束模态,并验证所建仿真模型合理性。改进发动机飞轮壳结构提高动力总成弯曲固有频率,以避开发动机常用转速激励频率区间。有限元仿真计算和发动机台架试验验证了改进结构的有效性。该模态试验与仿真分析方法对解决同类工程问题具有参考指导和应用价值。     

某前保险杠过渡支架振动开裂分析与优化

为了解决某前保险杠过渡支架的开裂问题,首先基于建立前保险杠总成有限元模型,对其进行振动特性分析,并且进行模态测试对标,分析结果表明其不会发生共振。然后采集纵梁前端在坏路的激励载荷,测试结果表明该前保险杠总成的第一阶模态频率与搓板路的激励频率相同,从而引起偶合共振。再对该前保险杠总成进行振动疲劳分析,分析结果表明其最低寿命低于实际工程设目标值,并且其危险点与开裂区域一致。再采用Isight集成平台对过渡支架进行多学科多目标优化分析,分析结果表明该过渡支架能够满足振动特性和疲劳性能设计要求。最后对其优化方案进行路试验证分析,分析结果表明优化之后过渡支架的振动幅值下降了32.1%,并且顺利通过了道路耐久试验。     

某ABS阀支架振动疲劳分析及其优化设计

为了解决某ABS阀支架断裂失效问题,首先基于有限元方法对其进行模态分析,分析结果表明其前两阶固有模态频率与发动机的激励频率相一致,将产生共振,不满足模态性能要求。然后采集横梁左、右端的载荷谱,将其转换为功率谱密度载荷,并通过单位激励的频率响应分析,建立单位激励与应力之间的传递函数,以此对其进行振动疲劳分析,分析结果表明该支架的疲劳循环次数低于目标值,不满足疲劳性能要求,并且其危险点与断裂位置相同。再采用霍克-吉维斯直接搜索算法对该支架进行参数优化,并新增一条加强筋,得到最终对优化方案。优化之后该支架的第一阶频率能够避开发动机激励频率,其疲劳循环次数高于目标值,其重量也降低了16%,能够同时满足模态性能、疲劳性能和轻量化的要求。最后对优化方案进行道路验证和测试,测试结果表明该支架的振动激励降低了39.3%,优化效果比较明显,并且没有出现开裂现象。     

汽车钢板弹簧优化设计分析

采用Hypermesh软件建立钢板弹簧总成有限元分析模型,强度分析结果表明其第三片板簧和第七片板簧的的安全系数均低于目标值1.2。通过Isight集成平台对第三片板簧和第七片板簧的长度和厚度进行优化分析,得到它们的最优参数,优化之后其最大应力分别降低了6.9%和6.8%,并且其安全系数均大于1.2,满足强度设计要求。其模态分析结果表明,优化之后该钢板弹簧总成的前两阶频率超出发动机怠速频率范围,满足模态要求。优化之后该钢板弹簧的垂向弯曲刚度和侧向弯曲刚度均能够满足其刚度要求。     

某新能源轻卡前保险杠性能分析与优化

为了校验某新能源轻卡前保险杠的性能是否符合要求,首先建立前保险杠总成的有限元模型,采用频率响应方法对其进行振动强度分析,分析结果表明其应力峰值超过屈服极限值。然后对其进行模态性能分析,分析结果表明其第一阶固有频率低于路面激励频率,均不满足设计要求。最后采用集成平台对前保险杠支架厚度进行优化设计,获取其最优值,并且优化之后的振动强度性能和模态性能均能够达到目标值。     

电动车动力总成模态试验与仿真分析

以电动车动力总成为对象,进行模态锤击试验,利用最小二乘复频域法(PolyMAX),得到了动力总成壳体的各阶模态参数,并根据频响函数综合准则验证模态参数的准确性;利用hypermesh建立动力总成的有限元模型,仿真得出其固有频率和振型;通过对比仿真与试验结果,发现实验与仿真得到的模态参数能较好地吻合,说明了模态参数以及有限元模型的正确性,为后续的动力学研究提供了依据。     

某乘用车动力总成悬置的NVH性能分析与优化

针对某乘用车在2档节气门全开工况下车内噪声过大的问题,应用LMS测试系统对汽车动力总成的悬置系统进行噪声振动测试和模态试验,通过对测试结果的分析,找到引发车内噪声过大的共振频率;应用有限元分析软件模拟后拉杆悬置实际工况和边界条件并仿真,通过对比分析测试试验和仿真分析结果,发现悬置隔振量小于20d B,不满足设计要求;通过在后拉杆悬置增加质量块与调整橡胶刚度,解决了后拉杆悬置共振与隔振量不足问题。测试结果表明,优化后的动力总成悬置系统明显降低了车内噪声与振动。     

基于试验模态和计算模态的动力总成动力学分析

为更为高效、精确地进行动力总成动力学分析,借鉴子结构的思想方法,提出了采用计算模态与试验模态相结合的混合建模和仿真的构想：在模态测试的基础上建立柴油机试验模型,在模态计算的基础上建立齿轮箱有限元模型,在此基础上进行动力总成的动力学分析.结果表明：该方法的计算结果与单纯采用大规模的动力总成有限元计算精度基本一致,但计算规模和效率却远远优于后者.因此该方法为大规模复杂结构的动力学分析提供了一条高效、高精度的途径.     

车用动力总成模态优化研究

针对某车用动力总成试验过程中发动机和变速器结合面渗油的情况,运用有限元模态分析和试验模态分析相结合的方法,研究动力总成的固有模态。结果表明,动力总成一阶模态只有176.1Hz,低于发动机最高转速下的点火激励频率,存在发动机运转过程中在某个转速点产生共振的风险。经过有限元模态分析一阶模态阵型,显示薄弱位置在缸体、油底壳与变速器的结合面处;通过对缸体和油底壳增加加强筋进行优化,使动力总成的一阶模态提高到240.2Hz,比优化前提升了36.4%,二阶模态也提升了22.5%。优化后的动力总成试验模态分析结果表明:该方案提高了动力总成固有模态。     

装载机驾驶室试验模态分析及动态特性优化

装载机驾驶室是装载机重要结构总成,其作用是布置装载机操作机构以及为操作人员提供驾乘空间。为了满足工作环境的要求,它还必须为操作人员提供足够的安全保障及舒适的工作环境。对某型装载机驾驶室模态进行测试分析,结果表明驾驶室第一阶模态频率偏低。利用有限元分析工具Hyper works及NASTRAN得到与试验相应正的驾驶室FEM模型,进行基于驾驶室结构板件刚度特性的模态灵敏度分析,得出影响驾驶室第一阶模态频率的敏感区域,运用尺寸及形貌优化技术对驾驶室进行结构优化。优化前后结果对比表明驾驶室第一阶模态频率提升15.32%,驾驶室动态特性得到优化。     

某新能源载货车车架性能分析

首先,对某新能源载货车车架进行了模态试验,通过有限元模型进行了结果验证;其次,对该车型车架总成进行了刚、强度计算分析,结果表明满足设计要求;最后,对原车架总成进行灵敏度分析得到轻量化设计结果,验证其满足设计要求,车架降重9.3%,可为工程实践提供参考。     

柴油机体结构有限元模态分析和模态测试

为了解决某科研项目问题,需要利用有限元分析软件ANSYS对某柴油发动机机体结构建立有限元模型,并进行自由模态分析计算,从而得到该机体结构的低阶振动模态频率与模态振型。在得到有限元模型后需要对该机体结构进行模态试验测试加以对比验证。通过有限元模态分析与模态测试结果的对比,验证了有限元模态分析模型与结果的合理性,为该类型发动机机体结构设计与优化提供了参考依据。     

汽车变速器动力学分析与优化

针对市面在售某型号汽车变速器壳体易产生裂纹的问题,对变速器进行了有限元模态分析以及工作模态测试试验,获得了变速器的模态参数,并运用振型相关校验矩阵验证了结果的可靠性;在此基础上,对比仿真与试验结果,验证了仿真分析的正确性和有效性,分析研究了容易引起变速器疲劳破裂的模态振型;最后从移频的角度出发,对动力总成的安装方式进行了优化,提高了变速器的总体刚度,试验结果为避免变速器壳体开裂提供了方法和理论依据。     

杆式超声电机定子的动力学分析与优化设计

利用有限元理论建立了具有复杂外形的杆式超声电机定子的机电耦合动力学模型.利用该模型对定子的动力学特性进行了求解,一阶弯曲模态频率的理论计算结果与样机定子的模态测试实验的结果相差3.9%.提出杆式超声电机工作对定子模态的要求,推导了这些设计要求的数学表达形式.结合模式搜索算法,建立了定子结构参数的优化设计模型来解决这一多目标的优化问题.算例分析的结果表明,该优化模型可以在满足对模态频率、振型、压电陶瓷安放位置、避免干扰模态等要求的前提下,确定定子的相关几何参数,从而提高电机结构设计的效率.     

基于相对灵敏度分析的自卸车车架轻量化设计

在Hypermesh中建立TY型自卸车车架有限元模型,对车架进行了弯曲和扭转工况下的强度与刚度分析,并通过模态试验验证了有限元模型的准确性。对车架部件进行柔度灵敏度、模态灵敏度和质量灵敏度的计算,基于相对灵敏度分析的结果确定优化设计变量,在保证车架刚度和低阶模态频率的前提下,对车架结构进行轻量化优化。结果表明:优化后车架的强度、刚度和低阶模态频率均有所提高,避免了应力集中现象,车架质量减少70 kg,验证了该轻量化设计方法的可行性。     

基于整车耐久试验路况的动力总成悬置支架强度仿真分析与结构优化

在整车开发前期对汽车零部件进行仿真分析,能够缩短整车开发周期,是现在汽车设计发展的趋势。为提高有限元仿真分析精度,基于整车耐久试验路况制定了动力总成悬置支架的强度分析工况,并根据悬置支架与周边件的实际装配关系建立能够准确反映悬置支架受力的有限元模型。根据有限元仿真分析结果,对动力总成悬置支架进行了结构优化。结构优化后,悬置支架的应力水平明显降低,并通过应力采集试验验证了有限元仿真分析结果的准确性。     

汽车传动轴总成静动态特性分析

传动轴是汽车传动系统中关键的部件,该部件的静动态特性设计的好坏直接关系到整车行驶的安全性及NVH问题。针对这些问题采用Abaqus软件建立传动轴总成的有限元模型,进行强度和模态分析,并通过模态实验验证有限元仿真分析模型的正确性,说明分析方法的可靠性,并通过理论计算进行论证,结果表明传动轴总成的强度与模态都满足整车匹配设计的要求,该方法为传动轴的静动态设计提供了理论依据。     

沙滩车动力总成悬置系统模态分析及优化

采用Abaqus软件,建立包括动力总成、车身框架、悬置支架和缓冲套筒等关键结构的新型沙滩车动力总成悬置系统有限元分析模型;经过模态分析,计算得到发动机最高工作频率范围内的共5阶模态频率和振型,并分析各阶模态形成的原因;分析得第3阶模态振动方向与活塞运动方向相近,易引起车身框架的共振,是悬置系统结构的薄弱环节;针对此薄弱环节,对车身框架进行优化,通过优化前后的悬置系统模态分析结果的对比分析,达到较好的优化效果;动力总成悬置系统模态分析结果为发动机控制策略优化提供参考,也是后续的动力总成悬置系统动力学分析和减振优化的基础。     

某轻卡变速箱箱体静动力学特性分析与结构优化

运用有限元仿真与测试实验相结合的方法,对某轻卡变速箱箱体进行优化。首先对变速箱箱体进行静力学与动力学有限元仿真计算,由此找出应力、应变较大的部位。以此为参考,布置测试实验的测点。对变速箱箱体进行了静、动力学的测试实验。修改了变速箱箱体的结构。由修改后的变速箱、发动机、支撑件建立轻卡动力总成结构的模型。导入有限元软件进行静、动力学分析。发现变速箱箱体应力最大数值减小了近50%,模态频率明显提高,证明了结构优化的合理性和有效性。     

基于模态相关性的高速受电弓静强度分析

为了分析高速列车在运行时空气对受电弓的影响程度,提出了一种基于模态相关性的静强度分析方法。通过有限元仿真软件计算得到受电弓的模态参数,同时搭建与有限元模型相同高度的高速受电弓模态测试系统,将得到的试验模态参数与仿真结果进行相关性评估,验证高速受电弓有限元模型的可靠性。考虑空气动力学在列车运行时对受电弓的影响,对施加风阻接触力的受电弓有限元模型进行静强度分析。分析结果表明,高速受电弓满足强度要求。