基于等寿命客车骨架优化方法研究

针对客车车身骨架基于危险工况强度优化的不足,提出了基于全工况等寿命客车骨架的设计优化方法。该方法为,建立单一工况等寿命设计优化模型和考虑各工况概率因子的全工况等寿命模型。以某款客车骨架为例,进行了基于危险工况强度优化和基于全工况等寿命优化方法的比较。基于危险工况骨架的设计优化,质量减轻8.84%;基于全工况等寿命骨架设计优化,质量减轻11%。基于全工况等寿命设计轻量化效果明显优于前者,且优化后的骨架满足强度、刚度和疲劳寿命的设计要求,丰富了轻量化理论体系。     

基于循环工况的客车骨架疲劳寿命分析和优化

为降低制造商进行实车可靠性试验的成本,提出一种虚拟仿真代替实车可靠性试验的方法.以某款城市客车为研究对象,首先在ADAMS/Car软件中根据客车设计参数建立整车动力学模型,并将B级二维随机路面扩展为三维.基于城市客车四工况循环构建仿真循环工况,在三维随机路面上进行动力学仿真,提取悬置与车身骨架连接点的载荷谱.最后将载荷谱导入Ncode软件对骨架进行疲劳寿命预测,得出骨架的寿命为12.08万千米,不满足相关标准要求,故对其进行优化,优化后骨架的寿命为44.09万千米,满足相关标准要求.此研究方法有助于减少可靠性试验次数,加快车辆设计的进程.     

基于动态峰值力的客车车架轻量化研究

以某纯电动城市客车车架为研究对象,建立客车整车虚拟样机模型,选择满载弯曲工况与扭转工况对客车进行整车仿真分析,提取各工况各载荷动态峰值力,对客车车架进行参数化优化设计,并对优化前后车架进行对比分析。结果表明,优化后的车架减重12.73%,在扭转工况下最大应力为200 MPa,最大变形为7.45 mm,车架强度与刚度满足安全要求。     

基于结构优化的客车骨架轻量化设计研究

建立了某大型客车车身骨架FE模型,获取了自由模态参数以及静态弯曲和扭转工况下的刚度和强度特性。基于分析结果,对车身骨架结构形式进行了改进。利用优化设计方法,建立了以客车薄壁梁厚度为设计变量,车身总体积和表征车身刚度的状态量为响应的优化模型。通过对影响车身轻量化和力学性能指标构件的灵敏度分析,筛选了设计变量,重新建立了以车身骨架总体积最小为目标的优化模型,得到了轻量化效果明显的优化方案。最后对轻量化模型进行典型工况分析,与初始模型进行了对比,验证了优化方案的可行性。     

基于灵敏度分析的客车骨架轻量化设计

客车车身的轻量化对客车整体性能的影响至关重要。以某款半承载式纯电动客车车身为研究对象,利用HyperWorks有限元软件对客车车身骨架进行静力学分析和模态分析。在满足设计要求的前提下,以紧急转弯和紧急制动2种典型工况,对客车车身骨架结构进行基于灵敏度分析的尺寸优化。以板材厚度作为设计变量,以客车车身骨架的强度、刚度和模态频率作为约束条件,以车身骨架质量最小作为目标函数建立数学模型。优化结果表明:客车在紧急转弯工况时应力和变形量增加的较大,优化后的客车车身骨架总质量下降了339 kg。     

客车车身骨架的瞬态动力学分析

为了分析动态工况对客车车身骨架的影响,建立了客车车身结构的有限元分析模型,重点研究了车身骨架结构在动态弯曲工况和动态扭转工况下的瞬态响应。从车身骨架瞬态响应分析中可以看出:车身骨架最大应力值为247.7 MPa,没有超过材料的屈服极限,扭转工况下的最大应力随时间的变化呈"抛物线"状,而弯曲工况下最大应力随时间波浪振动、逐渐减小,最大位移随时间的变化呈"马鞍"状;无论是扭转工况还是弯曲工况,其Z向速度在波峰时均为零,此时加速度达到最大值。由此验证了该客车设计的合理性,所得结果可直接为该款客车的进一步优化分析提供参考依据。     

某三段式客车车身骨架有限元分析

建立某三段式客车车身骨架有限元模型,利用有限元模型,分析该客车车身骨架在多种工况下的刚度和强度,并对该客车车身骨架结构进行了模态分析。     

基于HyperMesh与ANSYS联合仿真客车结构分析

根据国家相关设计标准,运用UG软件对客车车身骨架进行了三维模型简化设计,并应用HyperMesh软件对该客车三维骨架进行有限元模型的建立及前处理;将经过处理的有限元模型导入ANSYS软件进行各工况的静力学分析及模态分析,最后确定所设计客车结构满足要求。     

基于Altair-OptiStruct的客车车身结构拓扑优化设计

采用Altair-OptiStruct对某型客车车身结构进行拓扑优化计算,实现客车车身结构轻量化设计。根据优化空间最大化的原则,建立车身拓扑优化模型,然后分别对弯曲工况和弯扭组合工况进行车身结构拓扑计算,最后对新的车身结构性能进行验证评价。结果表明:拓扑优化后的车身骨架性能得到了提高、质量减少3.8%,优化结果可为客车轻量化设计提供参考。     

基于ANSYS的某客车车身骨架的有限元分析

以客车车身骨架为研究对象,通过对车身结构力学特性的分析,建立客车车身骨架有限元模型,采用ANSYS软件进行仿真。对在不同工况下车身骨架应力、形变状况进行了仿真与分析,为优化改进该车型的设计参数提供了依据;进行了车身结构模态分析,为改善汽车的操纵稳定性、行驶安全性和乘坐舒适性提供数据依据,具有重要的理论意义和实用价值。     

车身骨架断裂问题分析及结构优化研究

针对客车推力杆附近车身骨架断裂问题,结合有限元分析的方法,运用Hypermesh、Nastran有限元分析计算软件,对客车的车身骨架建立有限元模型;结合设计的要求及分析的经验,分3种工况分析,研究车身骨架断裂问题的原因,并基于有限元分析法对结构进行优化研究。研究结果表明,客车紧急制动时,车身骨架受到纵向载荷和垂向载荷综合作用,车身骨架的断裂处正好位于高应力区域;在断裂处延展加强板,增加矩形管支撑,断裂处的应力降幅50%;采用优化后的结构,在路试中未发生推力杆附近车身骨架断裂问题。     

基于拓扑优化与灵敏度分析的公交车车身骨架轻量化

运用有限元思想,采用优化设计方法,对某客车公司12 m公交车车身骨架进行了轻量化研究。以建立的车身骨架有限元模型为基础,进行了水平弯曲、极限扭转工况以及自由模态的模拟,分析了骨架的静动态特性。以骨架的一阶弯曲频率、一阶扭转频率、弯曲柔度以及扭转柔度为约束条件,以体积最小为目标函数,对骨架进行了拓扑优化。以拓扑优化结果为依据,选取371组杆件为设计变量,对骨架进行了灵敏度分析。根据拓扑优化和灵敏度分析的结果,结合企业对定型产品的规定要求以及钢结构材料的国标标准,提出了车身骨架的轻量化方案,使骨架质量减轻了240 kg。与原骨架相比,新骨架保持了振动特性,强度性能明显改善,实现了客车车身骨架轻量化目标。     

基于实验设计的城市客车车架多工况稳健设计优化

针对某城市客车模型,将实验设计、6σ稳健设计与多工况优化设计相结合,提出一种高稳健性且减轻结构质量的方法。该方法先通过最优拉丁超立方方法筛选出对车架质量、应力、变形等具有较大的影响变量作为优化尺寸变量;分别针对各工况进行确定性优化并分析结果可靠度;将结果可靠度较低的工况进行6σ稳健优化设计;最后对车架进行基于概率考虑的全工况优化设计。对某城市客车模型多工况稳健优化设计的结果表明,该方法在考虑了多工况和车架优化结果可靠性满足设计要求的基础上,有效提高稳健性,减轻其结构质量。     

纯电动客车车身优化设计

以某城市纯电动客车车身骨架为研究对象,建立车身骨架的几何模型和有限元模型,进行了两种典型工况下的强度、刚度分析和基于Block Lanczos方法的自由边界条件下的模态分析。结果表明,整个车身骨架振动特性相对合理,底架前部与空气气囊连接部位以及电池组承载区域的应力偏大,顶盖变形比较明显,弯扭工况下车身骨架的最大应力超出了材料的屈服极限。采用尺寸优化的方法,运用Optistruct软件求解优化模型,得到优化后模型的强度符合要求,刚度有明显的提高,并且减重6.7%,车身的结构更加合理。     

公交客车车身骨架拓扑优化结构分析

针对国内客车车身设计质量过大的问题,提出了应用拓扑优化方法对某款城市公交客车的车身骨架进行轻量化设计的构想。基于HyperMesh软件中的OptiStruct模块,运用变密度法对客车车身骨架进行拓扑优化设计与分析,其分析结果可为企业的车身骨架设计、改进和优化提供实际的参考和指导。     

某型城郊客车的结构强度分析和优化设计研究

以某型城郊客车为研究对象,建立起整车的有限元模型。模拟各种复杂工况,利用Hyperworks分析软件对车辆骨架结构强度进行了分析,找出结构薄弱之处,进行局部结构改进优化设计,提高了骨架的结构强度,使整车骨架更为合理。     

结合应力全局化与层次分析的拓扑优化设计

客车骨架作为主要承载件,其强度是否可靠直接决定整车的安全性。应用CAE分析方法对公交客车车身骨架进行拓扑优化设计,将材料许用应力惩罚函数引入到实体各向同性材料惩罚方法中,构造出基于应力全局约束的拓扑优化模型。采用层次分析法确定各工况最优权重系数,以综合工况下柔度最小为目标函数,将多工况下多目标优化问题转化为单目标问题求解。结果表明,优化设计后的车身结构应力布局均优于现有结构,车身弯曲刚度和扭转刚度分别增加了6.15%和7.14%,整车结构性能明显提升。     

基于动力总成和车身整体的发动机怠速激励下车身振动仿真研究

综合运用多体动力学、有限元法、动态响应灵敏度分析和结构优化方法,研究基于动力总成和车身整体的发动机怠速激励下车身振动的动态仿真。以某国产客车为研究对象,分别建立十二自由度整车动力学模型和白车身有限元模型。以悬置系统的动载荷为桥梁,将动力学仿真和有限元仿真结合起来,定量求解发动机怠速激励下车身特征点的动态响应。对比分析特征点动态响应的仿真结果与实车测试结果,验证仿真方法的正确性。将此振动仿真方法应用到结构优化中,针对实车上出现怠速工况下VIP座椅位置振动异常问题,以动态响应灵敏度分析为指导,通过对车架和车身底板骨架整体结构局部调整和尺寸优化,提高了客车的乘坐舒适性能。     

某纯电客车顶盖骨架结构轻量化改进

主要介绍某款电动客车顶盖骨架总成轻量化方案:通过使用高强度抗屈服极限材料及优化力的传递结构两种方法进行优化顶盖骨架总成;并利用AltairHyperWorks有限元平台,对车身进行不同工况的强度分析。在满足整车强度的前提下,此车型顶盖骨架总成重量整体下降20%。     

基于ABAQUS的新能源客车车身结构概念设计

针对某新能源客车车身结构,在建立其有限元模型的基础上,采用ABAQUS/TOSCA软件,在弯曲、极限扭转、紧急制动和急转弯四种典型工况下,对客车车身结构进行拓扑优化设计,得到车身结构最优的传力路径;在此基础上,对客车车身结构进行再设计,得到客车车身梁杆结构骨架,通过弯曲和扭转刚度分析结果表明:再设计后的车身满足设计要求...