东风重型载货汽车车架静动力学分析及优化设计

车架纵梁作为车架主要承载部件,其性能直接关系到汽车的承载能力与安全性。以国产东风重型载货汽车车架为研究对象,采用ANSYS Workbench建立有限元模型,对车架进行静力学和动力学分析。然后对车架纵梁进行优化设计,以车架轻量化和外载荷作用下变形量最小为优化目标,纵梁槽钢的截面尺寸作为设计变量,获得车架纵梁最优结构尺寸参数,实现了车架的轻量化。分析结果表明:在保证车架整体性能的前提下,车架最大应力值降低了3.9%,车架质量降低5.8%,并且优化后的车架防共振效果更好。该设计为车架结构的改进及优化提供了理论依据,具有重要的工程实用价值。     

基于ANSYS的气瓶运输车车架轻量化设计研究

以捆绑式气瓶运输车车架为研究对象,运用有限元分析软件ANSYS对其整体强度和刚度进行静力学分析,根据分析结果确定车架的纵梁有较大性能冗余。以车架纵梁为优化目标建立数学模型,通过结构优化设计,获得了该车架的最优结构尺寸参数,实现了车架的轻量化结构设计。该方法可为其它车架的设计与改进提供理论参考和技术支持,具有重要的工程实际意义。     

新型电动汽车车架轻量化优化设计

在总结车架发展现状的基础上,提出了一种电动汽车车架快速轻量化优化设计思路。根据目标车架的承载和长度,建立以纵梁重量最小为目标函数,以纵梁的截面尺寸边界条件、强度、刚度和稳定性为约束条件的数学模型。在MATLAb中应用遗传算法对车架纵梁截面进行尺寸优化,得到最优的目标纵梁截面尺寸。分别建立了优化设计所得新型车架1和经验设计所得新型车架2的有限元模型,利用ANSYS对两者进行工况对比分析。结果表明:在满足车架设计与使用要求的前提下,车架1较车架2轻量化19.5%,轻量化优化设计思路具有较好可行性。     

基于ANSYS的结构拓扑优化

针对拓扑优化技术在现实中的应用问题,将拓扑优化技术应用到自行车车架和多拱拱桥的最优化设计中。开展了各种拓扑优化方法的分析研究,建立了"以单元材料密度为设计变量,以结构的柔顺度最小化为目标函数,体积减少百分比为约束函数"的数学模型;通过采用商用有限元软件ANSYS中的拓扑优化设计模块对自行车车架和多拱拱桥进行了拓扑优化设计,优化结果表明所得拓扑结构清晰,并与实际的自行车车架和多拱拱桥非常相似。研究结果表明,该结构拓扑优化方法正确而有效,具有一定的工程应用前景。     

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。     

拓扑及参数优化方法在专用汽车车架结构设计中的应用

提出了将拓扑优化理论和结构参数优化方法综合应用于集装箱半挂车车架结构设计中的设计思想。在结构设计的开始阶段引入拓扑优化理论．先对结构进行布局优化,以获得较合理的初始结构方案,再通过结构参数优化设计,得到满足其强度和刚度及设计工艺要求的最优结构。探讨了拓扑优化设计过程中,基本结构建立、优化过程控制及优化结果分析与应用等问题。在ANSYS软件平台上进行了CAE软件包的二次开发．设计了集装箱半挂车车架优化设计专用软件模块。     

传感器弹性元件的结构优化设计

给出了以力学分析和机电耦合系统建模理论为基础，以有限元结构分析和优化算法相结合为手段的结构型传感器的计算机辅助优化设计的有效方法。以应变计式引伸计弹性元件的结构优化为例，建立了引伸计弹性元件的力学模型、优化参数模型、优化数学模型，用ANSYS的参数化设计语言编制了分析文件和优化控制文件，经计算获得最优结果。优化结果表明：该方法对传感器的弹性元件结构起到很好的优化作用．可广泛应用于传感器弹性元件的优化设计工程。     

基于灵敏度的重型卡车车架优化设计的研究

将灵敏度的方法引入到重型卡车车架优化分析中。建立了某型重卡车架有限元模型，确定了模型的边界条件和载荷，并对模型进行了电测试验验证。选取车架纵梁和横梁作为灵敏度分析对象。根据分析结果选取设计变量，以车身最大应力和位移作为状态变量，以车身总质量为目标函数，从而实现了重卡的优化。     

副车架侧边纵梁耐撞性优化设计

为了对全框式副车架侧边纵梁结构进行耐撞性优化设计,以副车架侧边纵梁结构参数为变量,建立了该结构耐撞性和轻量化优化问题的数学模型。运用方差分析法（ANOVA）选择对副车架侧边纵梁耐撞性和轻量化影响显著的结构因子作为主要设计变量,采用正交试验设计方法进行试验设计;运用LS-dyna软件进行碰撞模拟;根据有限元仿真结果建立了响应面近似模型,并对该近似模型解决该问题的可靠性进行了验证,结果表明,所建立的响应面近似模型适合解决组合优化问题。优化设计后的副车架侧边纵梁能在提高耐撞性能的同时,保持较好的轻量化水平。     

基于边缘屈服准则法的汽车车架横梁的布局优化设计

提出一种基于边缘屈服准则法的汽车车架横梁的布局优化设计方法,假定纵梁截面形式和横梁截面宽度给定,基结构为纵梁间布满了横梁,根据梁的边缘纤维屈服准则给出横梁单元截面高度的修改公式,通过结构重分析不断修改横梁单元的尺寸,使每个横梁单元的边缘纤维达到屈服,满足迭代收敛准则后删除截面高度小于阈值的横梁单元,获得横梁新的布局并提高阈值.在横梁新的布局基础上进行下一轮优化设计.当阈值达到阈值上限时优化设计结束,从而获得最终的横梁准确分布位置和数量.算例表明该方法简单高效,特别适合对大型车架进行横梁布局优化设计.     

重型载货汽车车架拓扑优化设计

对车架的拓扑优化设计做了研究,在原有重型载货汽车车架模型的基础上,设定拓扑优化区域和优化参数,通过变密度法将连续体离散成[0,1]分布的模型,对于密度较小的区域采取去除材料的办法形成空洞,留下来的材料为横梁的分布位置,为后续的车架设计提供一个思路。     

基于区间分隔的卡车车架轻量化设计

采用拓扑优化方法进行轻量化设计时,若模型较大,则直接拓扑计算的结果会比较混乱,针对此问题,提出一种基于区间分隔的车架轻量化设计方法。先根据使用要求把拓扑区间分隔成几个小的区域以使计算结果更加清晰;然后采用基于拓扑计算的高强度螺栓优化布置方法以bar单元模拟螺栓并计算其相对密度;最后,根据计算结果准确地确定零件中高强度螺栓的位置。在对某型卡车车架结构进行轻量化设计的过程中,始终以保证其刚度和强度等性能满足典型工况的使用要求为前提,同时根据设计目标的不同不断调整、细化设计变量与约束条件,再综合使用拓扑优化和尺寸优化法求解。结果显示,该车架优化设计后总质量减小了60.4kg,减重率超过10%。     

汽车车架结构的拓扑优化设计

采用有限元分析和结构拓扑优化设计相结合的方法,依据汽车车架的结构受力特性及其材料的性能要求,建立了优化数学模型.在此基础上,基于弯曲板的应力灵敏度分析和性能指标,构建了应力约束下车架拓扑优化准则.最后,开展了车架结构的仿真设计,并得到了合理的结果.     

矿用自卸车车架结构多目标拓扑优化研究

为给矿用自卸车车架结构设计和优化提供参考,针对国产首台300t矿用自卸车工作环境极其复杂、行驶路况极为恶劣以及载重量大而导致车架结构容易破坏失效的情况,采用SIMP变密度法对其进行拓扑优化研究,以多工况下的刚度和一阶振动频率为目标,并利用折衷规划法定义的多刚度和高频率的多目标拓扑优化函数进行优化。依据优化结果设计了新的车架,并比较了经验设计下的车架和新车架的刚度和频率。研究结果表明：采用多目标拓扑优化方法指导设计的车架刚度和频率都有显著提高,改善了车架的使用性能,能使车架更好地在恶劣环境中使用。     

基于参数优化的自卸车货厢轻量化设计

以货厢骨架结构的壁厚为优化设计变量建立了自卸车货厢优化设计参数化模型,以货厢自重为目标函数进行了轻量化优化设计,使货厢在总体强度刚度不低于原结构的情况下结构自重减轻了244 kg。     

基于HyperWorks某载货电动货车车架结构优化设计

目前许多厂商推出的电动货车均是在原有轻卡车型的基础上做简单改进,并没有针对电动货车的动力系统布置形式、整车质量分布、使用工况和轻量化需求等特点进行专用化的车架结构设计.针对上述问题,对某国产电动货车车架进行了性能分析,并利用多目标拓扑优化对该车架进行了轻量化设计.结果表明:优化后的结构降低了车架质量,提升了车架的使用性...     

基于有限元法的某卡车车架优化设计

以Hyperworks软件为平台,建立某卡车车架有限元分析模型,并进行了相应的试验验证。再针对车架第一、五横梁进行拓扑优化,最后对主梁进行尺寸优化,得出最优化的车架结构。结果表明:计算结果与试验结果相吻合,验证了模型的正确性。根据拓扑优化结果,第一、五横梁侧面多个圆孔调整为单个椭圆孔结构,质量减少0.53%;由尺寸优化得,主梁厚度减小了3mm,主梁质量减少8.74%。与原始车架相比,最终优化后车架的刚度变化不大,最大应力增加了0.15%,最大应力的位置由第三横梁转移到主梁,满足设计要求。     

重型货车车架模态分析与优化设计

运用有限元分析软件ANSYS对某重型货车车架建立了参数化有限元分析模型,对处于自由状态下的车架进行模态分析,计算出车架前10阶固有频率和固有振型,将模态分析结果与汽车受到的激励频率作对比,分析了车架在外部激励作用下可能发生共振的情况,利用ANSYS进行以提高第5阶固有频率为目标的优化设计,使车架具有更好的动态特性。