某客车车架结构多目标拓扑优化设计

整车轻量化的设计需求目前在所有汽车行业的车型开发中占有非常重要的地位,且此需求贯穿了每个项目开发设计的整个过程。车架是整车轻量化设计的重要研究对象。基于整车轻量化设计需求,采用基于折衷规划的多目标拓扑优化设计方法,以某中型客车车架的柔度最小化为目标函数,以体积比和一阶模态频率作为约束条件,对弯扭联合工况下的车架进行结构拓扑优化设计。经计算获得满足约束条件并使车架柔度最小的车架拓扑形态,为该型客车车架提供了结构的概念化设计方法。     

大功率压裂车副车架结构优化设计

面对出现频率越来越高的复杂地层和5000米以上的超深井作业环境,研制搭载大功率压裂设备的压裂车已成为重要发展趋势。本文运用结构优化软件Hyper Works的Optistruct模块,基于SIMP变密度法对压裂车副车架进行拓扑优化设计。在单工况单目标的拓扑优化结果下,建立基于折衷规划法的多目标多工况拓扑优化数学模型,得到压裂车副车架在多种静态工况的柔度最小化以及低阶动态最大化进行加权之后的拓扑优化结果,再根据材料分布云图重构压裂车副车架模型。成果可用于改进压裂车副车架结构以提高其承载能力,缩短研发时间、降低成本。     

基于折衷规划的车架结构多目标拓扑优化设计

为避免单目标拓扑优化无法考虑其他因素的缺点,笔者提出了一种车架结构的多目标拓扑优化研究方法.采用折衷规划法建立了车架结构多目标拓扑优化的数学模型,其中多刚度拓扑优化目标函数采用折衷规划法定义,振动频率拓扑优化目标函数采用平均频率法定义.以某越野车车架为例,通过优化得到了同时满足刚度和振动频率要求的车架拓扑结构.理论分析...     

新型电动汽车车架结构分析及优化设计

对研发的新型电动汽车车架进行了结构分析及优化设计。首先按照总体设计的结构,借助Hyper Works平台建立以板壳单元为基本单元的车架有限元模型,并在此基础上分析满载弯曲与满载扭转两种典型工况下车架的应力和变形情况。结果表明,该车架在扭转工况下安全系数过低且变形较大。然后针对设计薄弱环节进行结构优化,并再次分析两种典型工况下车架的应力和变形情况。结果表明,优化后的车架应力和变形都有所降低,效果显著,满足设计要求。目前,该车型已经定型生产。     

汽车车架的结构优化设计

这里以有限元结构分析和优化算法相结合为手段，以某型载货车车架为例，先对车架进行拓扑优化获得车架最优拓扑形式，根据车架最优拓扑形式确定横梁的数量及分布位置和纵梁的加强方式，得到车架的概念化设计。然后对横梁和纵梁的截面尺寸进行优化，建立了车架的力学模型，优化参数模型，优化数学模型，有限元模型，采用ANSYS参数化设计语言编制了优化设计程序，用ANSYS软件中的零阶优化方法获得最优设计，计算结果表明该优化设计方法的有效和高效，给出了汽车车架的计算机辅助优化设计的有效方法，该方法可广泛应用于车架的优化设计工程。     

节能赛车铝合金车架结构分析与优化设计

车架作为整车的重要受力部件,其结构分析与轻量化设计对整车节能具有重要意义。综合运用有限元分析软件ANSYS与HyperWorks,分析了某节能车车架在典型工况下的刚度与强度水平,并在此基础上依次对车架进行了基于密度法的结构拓扑优化及基于一阶优化方法的截面尺寸优化。通过两次优化设计,车架的局部变形与应力集中得到明显改善,车架竖向最大变形量从3.21mm优化为0.99mm,刚度得到了提高;车架质量从5.00 kg优化为4.17 kg,减重16.6%,实现了车架轻量化设计。     

履带车辆车架的优化设计

建立了履带车辆车架的有限元模型并进行了多工况静力学分析,针对履带车辆车架应力分布不均匀现象,以各工况载荷下对应的柔度最小作为目标函数,体积和应力作为约束条件进行拓扑优化,得到了合理的车架拓扑结构。为进一步优化梁结构截面参数,以质量最小为目标函数,结构应力为约束条件,对车架进行尺寸优化设计,得到了满足强度要求的车架结构,并取得了良好的轻量化效果。该优化方法同样适合其他模型,对车架结构的改进方式具有指导意义。     

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%。     

摩托车架的可靠性结构优化设计

车架的可靠性对摩托车至关重要.本文提出了考虑可靠度、位移、频率和尺寸约束的摩托车架结构优化设计数学模型,并给出了处理可靠度约束的新方法.     

电动汽车车架结构优化设计分析

电动汽车的车架作为承力的主体结构,其性能将会直接影响电动汽车的安全性和舒适性,因此,设计出具有足够强度和刚度的车架至关重要。本文对某款电动汽车车架结构的优化设计进行了分析,对电动汽车的轻量化技术应用奠定了基础。     

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.     

采用电测法重型铰接式车架结构优化设计分析

铰接式车辆具有良好的通过性,适合大载重下载通道运输使用,但车架的受力情况复杂,影响整车的使用寿命.根据此类车辆的运输工况特点,对不同工况下,车架铰接点处主要部件的承载情况进行分析.根据受力分析结果,采用有限单元法进行建模分析,获取不同工况下的应力分布云图,并获取应力集中极值点.采用材料升级和结构优化对车架应力集中点进行优化设计,并对比分析优化前后的应力分布情况.在应力分布的集中点,布置应变片,采用电测法对车架的应力分布进行测试.结果可知:不同工况下,整机各部分强度满足使用要求,但是存在局部应力集中,强度较大的部位为鹅颈处、摆动架前侧轴承处,设计时需要重点关注;采取材料厚度提升的方案,可以保证安全系数达到使用要求;测点的最大值分别为131.201MPa、105.45MPa,与仿真值之间的误差小于6％,同时均小于优化前的数值,表明优化方案是可行的,优化设计结果是可靠的.     

三轮摩托车车架优化设计研究

应用有限元方法,建立了某款三轮摩托车车架的梁单元分析模型,应用MSC.Nastran软件,模拟了车架在极限使用工况下的应力分布情况。在此基础上,以车架的强度为约束条件,车架管梁的截面尺寸为设计变量,车架质量最小为目标函数,基于专业优化软件HyperStudy建立了结构优化的数学模型,并进行了优化计算,从而获得了最佳的结构截面参数,使车架在满足约束条件的前提下,达到了质量最小的效果,有效地降低了成本。     

巴哈赛车车架多目标拓扑优化设计

为了实现巴哈赛车车架的轻量化,以车架刚度和频率为优化目标,采用折衷规划法归一化子目标建立综合目标函数,运用灰色关联分析法评价子目标权重系数,对车架进行拓扑优化;根据拓扑优化的结果对车架进行二次设计,在保证刚度和安全使用条件下,对车架管件进行尺寸优化.分析结果表明,改进后的车架的刚度性能、强度性能和模态固有频率均有提高,车架减重24.1％,证明了优化设计的有效性和可行性,并为车架的相关设计提供了借鉴和参考.     

基于二次优化法的铝合金车架可靠优化设计研究

针对基于可靠性的多目标优化过程中,解收敛过早且计算效率低下的问题,提出了基于可靠性的二次优化法。根据Pareto前沿解单位法向量来计算多个优化目标的权系数,使用序列二次规划法对多目标优化结果进行了二次优化,并通过矩方法进行了可靠性分析;以某铝合金新能源汽车车架为例,结合试验设计、近似建模、二次优化法和矩方法,以零件壁厚为设计变量,一阶弯扭模态频率和弯曲刚度为约束,铝合金车架质量和扭转刚度作为优化目标,进行了多目标可靠性优化设计。研究结果表明:二次优化法使最优解落在约束边界,解决了基于可靠性的多目标收敛过早的问题;矩方法在保证可靠性优化精度的同时提高了优化效率;与原设计相比,优化后的铝合金车架扭转刚度提高12.96%,车架总质量减小5.41 kg。     

动力平板车车架结构的拓扑优化设计

以100t动力平板车车架为研究对象,建立动力平板车车架的力学模型.在HyperMesh中建立车架的简化CAD模型及网格划分并结合实际工况采用Optistruct模块进行拓扑优化分析,求出拓扑图形.按照拓扑分析所得规律,结合实际结构特点,提出动力平板车车架的设计方案,为车架的改进设计提供了理论依据.     

某型三轮汽车车架的结构优化设计

针对三轮汽车减重、降低生产成本的需求,将多岛遗传算法和有限元分析法相结合,对某型三轮汽车车架进行了优化设计。建立了车架的优化数学模型和参数化有限元模型,利用正交试验法筛选出设计变量,并利用多岛遗传算法进行了优化设计,在保证车架刚、强度前提下,减重11.6%。该方法对于其它类型车架的轻量化研究具有一定的参考价值。     

中型氢燃料电池货车车架多目标拓扑优化设计

以某中型氢燃料电池货车车架为研究对象,基于变密度法拓扑优化理论,实现了车架静态多工况刚度最大化和提高动态低阶固有频率的目标。保留车架附属连接件,以原车架外廓尺寸建立拓扑优化空间,采用各向同性材料惩罚函数进行多目标拓扑优化,获得最佳的车架结构布局,进行新车架结构设计。结果表明,新车架中部承载能力优于已经通过模态试验验证的原车架,最大应力下降35.6%;第一阶固有频率提高1.9 Hz,能够避开路面激励能量最大的区域;同时车架质量减轻7.8%,实现了氢燃料电池货车车架结构的专用化和轻量化设计。     

汽车车架结构多目标拓扑优化方法研究

为了研究以静态多工况下刚度和动态振动频率为目标函数的车架拓扑结构,提出了一种结构的多目标拓扑优化研究方法。基于实体各向同性材料惩罚函数的拓扑优化方法,采用折衷规划法定义多目标拓扑优化和多刚度拓扑优化的目标函数,而振动固有频率拓扑优化的目标函数则采用平均频率法定义。通过优化得到了同时满足静态刚度和振动低阶频率要求的汽车车架结构拓扑。该方法避免了单目标拓扑优化无法考虑其他因素的缺点,适合连续体结构的多目标拓扑优化。     

汽车车架的优化设计方法

有限元分析已经成为汽车结构设计中的一项重要技术,现利用有限元的方法对边梁式客车的车架进行结构优化分析,用有限元法进行静态分析的同时,进行模态分析。考虑汽车运行的主要工况所受到的不同冲击载荷。通过综合各种车况的优化数据最后进行优化分析。确定最终的优化方案。