中小型汽车起重机车架结构多学科优化

在Hyperworks软件中建立汽车起重机车架有限元模型,经过静强度和模态分析,其最大应力值大于材料的屈服极限值,经结构改进,车架静强度远小于材料的屈服极限,低阶模态值较低,影响乘坐舒适性。为解决改进后起重机乘坐不舒适性,建立以车架强度、刚度和振动模态等学科的多学科优化设计,采用响应面方法构件各学科结构响应的近似优化模型,最后将响应面近似模型导入ISIGHT优化软件,并用多岛遗传算法对车架进行协同优化。结果表明,车架质量减少129kg;车架的强度和刚度均满足材料要求;振动模态有所提高,达到了起重机工作状态下乘坐舒适性和车架轻量化的目的。     

微型电动汽车车架多目标驱动尺寸优化研究

利用Creo建立车架三维模型并导入ANSYS有限元分析软件,对车架进行静态弯曲和应力分析,通过静态电测试验确定有限元分析的应力值和试验真实应力值在合理范围内,对车架进行模态分析,通过模态试验验证有限元分析的模态振型、频率的正确性,对车架进行谐响应分析,确定对车架结构动态性能影响最大的模态频率。结果表明:车架具备良好的强度和刚度特性,但存在一定的优化空间。优化过程在满足车架强度和刚度要求的前提下,通过改变横、纵梁布置结构的方式实现优化目的。车架质量与原车架相比减少了74.58kg,降低了27.74%;最大等效应力增加了23.36MPa,但应力分布更加合理。     

某型半挂车车架静态特性研究

调研半挂车车架在使用过程中容易出现断裂等现象,建立了实体单元为基本单元的半挂车车架有限元模型,对车架进行了静态特性研究,通过计算得到车架弯扭工况最大应力为224.95 MPa,大于车架的许用应力,无法满足强度要求。通过改进车架结构,进行模型验证,使车架强度得到明显提高,达到使用要求,为半挂车车架优化以及进一步改进提供参考依据。     

防爆胶轮车车架轻量化设计研究

为了减轻某矿用防爆胶轮车整体重量,根据胶轮车的行驶工况和承载情况,分别建立了前后车架的CAD模型和有限元模型,采用有限元法对车架进行应力分析,以评价车架结构的强度.在有限元分析基础上,对现有的车架结构进行轻量化设计,车架质量由2112kg减为1856kg,减重12％.分析结果表明优化后模型的应力强度符合材料的许用应力,优化结果是可行的,为胶轮车的改进设计提供理论依据.     

基于HyperWorks的除雪车车架有限元分析及优化

车架是除雪车重要的零部件,通过UG软件建立车架的三维模型,并导入到HYPERMESH软件中进行有限元分析,得出了车架在弯曲和扭转工况下的应力及位移分布情况。结果显示车架满足弯曲工况下的使用要求,但是在扭转工况下分析的最大应力值765.9 MPa大于材料的屈服强度。对车架结构重新设计,优化后的车架在扭转工况下最大应力值降为546.3 MPa小于材料的屈服强度700 MPa,满足在此工况下的安全使用要求,这对车架研究人员有着重要的意义。     

基于响应面法的BaJa赛车车架轻量化设计与研究

根据《中国汽车工程学会巴哈大赛规则》设计赛车车架,建立车架三维模型,利用ANSYS对车架进行强度、刚度以及模态分析,验证模型的正确性;在验证第一次模型满足设计要求的基础上,基于响应面法对车架进行优化,减轻了车架重量,并对改进后的车架再次进行有限元分析,结果表明改进是成功的。     

升降平板框架运输车车架优化设计

采用UG软件建立车架参数化模型,采用ANSYS软件进行仿真计算,获得优化前后车架最大应力和变形分布规律及其静载、动载下的强度、刚度特性,通过对比分析,验证了升降平板框架运输车车架优化方案的可行性,并对后续设计方案的改进提出建议。为解决车架立柱轴横梁根部开裂问题提供了理论依据。     

重型卡车车架结构改进与轻量化设计研究

针对重汽王牌公司生产的重型卡车双层车架总成出现断裂情况,采用有限元结构应力应变分析技术对重型卡车车架进行优化设计改进,获取原双层车架断裂的原因,提出了单层车架改进优化与轻量化设计方案,通过其结构应力应变对比分析、试车实验验证,表明改进优化后的单层车架强度及刚度明显提高并能满足设计要求,减轻了重量。此技术已成功应用于现行产品批量生产中,市场反应良好,使企业获得了良好的社会经济效益。     

基于有限元建模的摩托车车架结构静强度分析及改进设计

应用有限元分析计算软件建立摩托车车架有限元模型,进行了结构静强度分析、模态分析、改进前后对比分析和应力测试实验,提出了车架结构优化改进方案。分析结果显示,改进后车架整体应力值有所下降,上横梁管与加强板连接处应力集中现象得到很大改善,车架整体变形量较改进前减小,具有良好的减振效果,舒适性较好。通过对车架这一摩托车关键部件的有限元分析和结构优化改进,为摩托车的开发设计打下了坚实的随机动态仿真基础,摩托车的整体设计将依托这一基础,应用计算机辅助工业设计进行三维数据模型建立、验证和修改,可以大大缩短工作流程,提高工作效率和数字化集成水平。     

纯电动汽车车架设计及有限元分析

车架是电动汽车整车的主要受力基体部分,其受力状态复杂、设计难度较大,采用有限元方法可以对车架的静动态特性进行较为准确的分析,对车架结构设计提供指导。在采用铝合金材料的低速纯电动汽车轻量化车架的设计中,分别运用Catia造型软件和HyperMesh前处理软件建立了车架的三维实体模型和有限元前处理模型,利用ANSYS软件对所设计的车架进行了强度刚度分析、模态分析。通过分析计算,验证了车架的强度要求,找出了车架中局部变形和应力过大区域,为车架结构改进提供了重要依据。     

轮毂驱动智能车车架的有限元分析

为了分析验证轮毂驱动智能车车架的强度和刚度,采用CATIA软件建立车架三维模型,运用ANSYS软件建立以体单元为基本单元的车架有限元模型,并根据模态分析理论对其进行了有限元模态分析,获得车架在4种常见工况下的最大等效应力和应变,以及前十阶固有频率和振型特征。研究结果表明:样车车架的强度和刚度满足设计要求,为进一步优化车架的结构提供了参考依据。     

四座纯电动巡逻车车架有限元分析

采用SolidWorks软件建立车架三维模型,借助于ANSYS软件建立以体单元为基本单元的车架有限元模型.在此模型基础上,进行有限元静力学分析和模态分析,获得车架在弯曲工况和扭转工况下的最大等效应力和应变,以及其前10阶固有频率和振型.结果显示:电动巡逻车车架结构满足材料的强度和刚度要求,但其l阶固有频率和地面的激励频率接近,车架与外激励易产生共振,需采取措施提高车架低阶固有频率.对双主纵梁结构的车架进行模态分析,通过对比改进前后车架的低阶固有频率,为车架优化设计提供了理论指导.     

某履带式收割机底盘车架静态分析与结构改进

通过Solidworks软件建立了某底盘车架的三维实体模型,并采用Ansys软件对其进行结构有限元分析,获得了满载弯曲、满载扭曲(满载过障)、紧急刹车和紧急转弯四种工况下的整体钢强度特性。分析结果表明,在上述四种主要工况下车架的最大应力分别可达到282MPa、556MPa、312MPa、357MPa,明显大于材料的许用应力,实际工况下很可能导致车架断裂,引发安全事故。给出了车架设计中所存在的薄弱环节,并提出了较原结构可减重约22kg的结构改进方案。改进后车架结构的最大应力及位移变化量均得到有效改善,最大应力值分别降低21.28%、33.1%、34%、47.9%,改进后结构中最薄弱环节的抗疲劳工作寿命为6.795年。研究结果表明改进后结构的静动态力学性能较原结构有较大提高,可满足正常工况的使用需求。     

汽车副车架强度模态分析及结构优化

以某轿车副车架为研究对象,在CATIA、Hyper Works等软件中建立其有限元模型和多体动力学模型。对其结构进行强度分析和自由模态分析。分析结果表明,副车架强度符合使用要求,但该副车架的一阶模态频率与发动机激振频率较为接近从而可能会产生共振现象。针对该问题,采用变密度拓扑优化方法,建立以平均频率法定义的目标函数,以体积分数和应力为约束的拓扑优化。优化结果表明,副车架的模态计算值与试验值误差非常小,其一阶模态频率提高17.3Hz,并且给出副车架材料最优分配图,优化后一阶模态频率可避开发动机激励频率频带,验证副车架结构有效性。     

混合动力采伐机车架结构分析及优化设计

混合动力采伐机大大提高了人工林采伐工作效率,但其车架受到路况影响,易受到破坏,确保其的可靠性具有重大意义。通过SolidWorks建立混合动力采伐机车架,并指定采伐机各部位承载情况。提出混合动力采伐机车架评价准则,分析其刚度和强度。借助HyperWorks软件分析车架有限元模型,分析车架在垂直工况和扭转工况下强度,初步设计车架结构不能满足设计要求;通过对车架结构进行优化设计,提出改进结构方案,再次验证车架强度,对比优化前,得到优化后混合动力采伐机车架在强度满足设计要求,保证了车架运行在复杂工况的可靠性,降低了12.2%整体质量。同时,为林业机械的研究提供理论基础。     

某微型电动商用车车架轻量化优化研究

针对某微型纯电动商用车自重的问题,对其车架结构尺寸、承载能力进行了研究,提出了一种车架轻量化优化设计思路。以车架横梁质量最小为目标函数,以车架横梁的截面尺寸边界条件、强度、刚度和稳定性为约束,建立了数学模型;通过Matlab中模拟退火智能算法工具箱,实现了对车架横梁截面尺寸的优化,得到了最优的车架横梁截面尺寸;利用CATIA软件建立了车架优化前后的三维模型,导入ANASYS Workbench软件建立了有限元模型,并在此基础上进行了静力学分析(满载弯曲与满载扭转)和模态分析。研究结果表明:车架优化后较优化前减重了13.43%;优化后的车架应力和变形满足材料Q235钢的使用条件;车架优化前后的低阶自由模态频率与路面激励频率重合率仅为4.8%,发生共振的可能性很小;车架轻量化优化设计思路合理。     

基于Hyper Works的某轻型卡车车架有限元分析及结构改进

为了检验某轻型卡车的车架是否满足设计要求,应用CAE分析方法对其进行有限元分析。首先应用Hyper Works软件,模拟了车架螺栓和焊点的连接,研究了钢板弹簧建模及载荷添加方式,为了尽可能的模拟汽车实际情况,建立了带有货箱、驾驶室、各支架以及前后悬架的较完整的整车有限元模型;然后采用有限元求解软件MSC.Nastran对模型进行了扭转刚度和不同工况下的强度分析。结果表明,第三和第六横梁连接板最大应力远远大于许用应力,不符合强度要求;最后,提出了对该车架第三和第六横梁连接板的改进建议,并通过改进前后的分析结果对比,进一步验证了结构改进的有效性。     

前举升式自卸汽车副车架轻量化优化设计

工程长货箱自卸车副车架存在结构设计不合理、浪费材料、强度不均的问题,以前举升式自卸汽车货箱内7.2m副车架为研究对象,采用等强度设计法与有限元分析法相结合.首先使用前处理器软件HyperMesh建立副车架模型;其次用求解器软件MSC.Nastran模拟计算;最后用后处理器软件HyperView进行有限元强度、刚度、模态分析.结构优化后,副车架的横梁和内衬梁材料由A610L改成Q345,整车质量减轻142.6kg,整车及零部件的整体强度和刚度提高,弯曲刚度降低3.2%,扭转刚度降低6.1%.     

工程机械车架结构分析及优化设计

以某型号道路工程车辆车架为研究对象,在CATIA软件中建立了该车架的3D模型,导入Hypermesh进行网格划分并建立其有限元模型,根据车辆的实际工作情况,构建满载静止和支撑两种工况然后进行强度分析,选择应力与变形较大的工况进一步计算其模态频率。构建以厚度为应变量的响应面模型,基于车架近似模型以车架的总质量和第一阶模态频率作为优化目标,以车架的强度作为约束条件进行多目标优化。优化结果表明:在满足车架整体性能要求的前提下,优化后的车架第一阶模态频率提高了6%,并且车架质量减轻了7%,证实了该优化设计方法的有效性,为后续工程车架的设计提供指导。     

某疏浚车副车架结构有限元分析

为了验证副车架设计模型的合理性,基于ANSYS Workbench软件对某型疏浚车的副车架进行了结构静强度有限元分析和模态分析。根据副车架工况确定副车架的载荷,建立副车架有限元模型进行有限元分析和模态分析,得到副车架恶劣工况下的应力情况和前6阶固有频率。分析结果表明:副车架的最大应力没有超过材料许用应力,固有频率均不在共振范围内,设计合理。