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。     

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。     

基于HyperWorks的机场某拖车车架结构的轻量化研究

通过UG NX软件对拖车车架结构进行建模,使用HyperMesh进行仿真前处理,并运用HyperWorks中的OptiStruct求解器对原始车架结构进行拓扑、形貌和尺寸优化及可伸缩结构设计,将最终设计的车架结构在不同工况下进行计算和结果分析,并与原始结构进行对比和校核,从而设计出满足要求的机场可伸缩拖车轻量化车架结构。     

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。     

离散变量三段式车架轻量化设计

研究优化设计中设计变量的离散化处理,完成三段式车架的静动态特性分析和轻量化设计。首先,以某中型越野车车架为优化对象,采用实验设计方法进行了设计变量的灵敏度分析,并在对设计变量进行必要的取舍基础上建立了结构优化模型。其次,采用多岛遗传优化算法计算车架在三种工况下的最大应力、位移和自由模态下的固有频率,以完成在结构满足固有频率、几何尺寸和强度等约束条件下的车架各板材离散化尺寸的优化。优化结果表明:在可行域范围内,不仅使车架的质量降低了5.7%还避开了激励频率。     

电动轿车镁合金副车架的OptiStruct优化设计

使用计算机辅助进行结构分析和优化,在优化软件的协助下,应用镁合金AZ91D,对某燃料电池汽车原副车架进行结构优化和重新设计.对新设计的副车架进行校核,经过分析得出,新副车架在轻量化的同时各项性能都较原件有很大的改善,为燃料电池汽车的进一步轻量化提出了建议.     

镁合金微型电动车车架开发

介绍了自主研发的微型电动轿车镁合金车架的结构设计方法。在车架的开发过程中,利用拓扑优化方法设计其概念结构,在此基础上考虑结构轻量化等要求对车架进行杆件截面优化设计。对镁合金车架与钢车架的力学性能进行了比较分析,对以镁合金车架为平台的骨架式车身的正面碰撞安全性进行了仿真分析,结果表明,同样工况下镁合金车架可以达到并超过钢车架的强度,满足被动安全性要求,同时减轻了重量。     

镁合金微型电动车车架开发

介绍了自主研发的微型电动轿车镁合金车架的结构设计方法.在车架的开发过程中,利用拓扑优化方法设计其概念结构,在此基础上考虑结构轻量化等要求对车架进行杆件截面优化设计.对镁合金车架与钢车架的力学性能进行了比较分析,对以镁合金车架为平台的骨架式车身的正面碰撞安全性进行了仿真分析,结果表明,同样工况下镁合金车架可以达到并超过钢车架的强度,满足被动安全性要求,同时减轻了重量.     

基于正交试验-组合优化的钢-镁车架设计

以某国产SUV车架为研究对象,建立车架的有限元模型,运用OptiStruct对车架进行弯曲、扭转刚度和模态分析,并进行模态试验,验证模型的有效性。利用正交试验法确定材料轻量化部件,并将这些部件的钢材料替换成镁合金,得到钢-镁车架。针对钢-镁车架刚度和模态性能的减弱问题,采用拓扑-形貌组合优化方法对部件进行优化设计,提高了车架的刚度和模态性能。设计结果表明,使用镁合金结合拓扑-形貌优化方法,设计的钢-镁车架相比原车架在质量减轻19.0kg的同时,刚度和模态性能得到一定的保证。     

电动汽车车架的多目标拓扑优化-尺寸优化-精细化设计

以某电动旅游观光车桁架式车架为例进行多目标优化,先后采用了基于梁单元的多次局部迭代拓扑优化方法、基于梁单元的横截面尺寸优化方法和基于壳单元车架强度分析的精细化设计方法。具体步骤为,首先建立基于梁单元的车架有限元模型,以车架的刚度性能为优化目标建立多目标优化模型,通过多次局部迭代拓扑优化确定梁结构的布置位置,然后以梁的横截面长、宽、壁厚作为优化变量进行尺寸优化设计,确定车架梁的横截面尺寸;在此基础上,建立基于壳单元的车架有限元模型进行强度分析,基于强度分析结果对车架的高应力区域进行精细化设计,最终优化后的车架质量降低了10.5%,性能至少提升了9.3%,并且直接可以用于生产制造。该优化设计方法综合运用了梁单元模型和壳单元模型分析的优势,分别应用于概念设计阶段和工程设计阶段,为桁架式车架的优化提供参考。     

汽车座椅骨架的拓扑优化研究

针对汽车座椅骨架质量较大的问题,对座椅骨架的结构、人机工程学、拓扑优化方法、镁合金的特点及加工方法进行了研究.根据人机工程学以及座椅的基本要求对座椅坐垫进行了拓扑优化设计;结合镁合金材料特点及压铸加工要求对座椅骨架进行再设计;最后应用ANSYS对改进后的座椅进行了静力学分析.研究结果表明,优化后的座椅骨架比优化前的减重20％,优化后的座椅骨架满足座椅静强度要求;从而说明该拓扑优化方法可用于座椅骨架的结构设计,同时得到了新的座椅骨架模型.     

基于多目标优化的钢-铝混合轻量化车架设计

以国产某SUV车架为研究对象,建立了车架有限元模型,对车架进行弯曲刚度、扭转刚度分析,并进行模态分析和模态试验,验证模型的有效性。利用正交试验法确定了材料轻量化部件,并将这些部件的钢材料替换成铝合金,得到钢-铝混合轻量化车架。针对钢-铝混合轻量化车架刚度和模态性能的减弱问题,采用基于折中规划法的多目标形貌优化方法对部件进行优化改进,提高了车架的刚度和模态性能。设计结果表明,使用钢、铝材料结合多目标优化方法设计的钢-铝混合轻量化车架相比原钢质车架在保证一定的刚度和模态性能条件下,质量减轻了6.7kg。     

环井式地下立体车库钢结构有限元分析及优化设计

为了优化环井式地下立体车库钢结构,进而达到减轻车库架自重,降低生产成本的目的。通过有限元软件ANSYS Workbench,完成对立体车库架处在对称满载条件下的有限元静力分析。并根据有限元分析的结果,应用多目标优化设计的方法来对车库架尺寸和结构进行优化,确定了优化后钢梁的尺寸,完成了车库架应力集中处的结构改进。优化结果表明,与结构改进之前模型相比,优化后车库架的最大等效应力减小了52.71%;最大变形降低了13.74%,与初始模型相比,优化后车库架H型钢材的使用量减少了52.7%。最后,为避免立体车库架在工作时出现共振现象,对其进行无预应力模态分析。     

某微型电动车车架结构的拓扑优化设计

为了提高某微型电动车车架的力学性能并减轻质量,将拓扑优化理论引入车架结构的优化设计。考虑了多种行驶工况的冲击载荷对车架的破坏作用,给出多工况条件下拓扑优化结果,建立满足各总成的布置和实际行驶要求的新设计结构,基于有限元法通过ANSYS软件对新设计车架的结构参数进行了优化设计。理论分析和车架的实际应用情况表明,该车架设计合理,说明该优化设计方法进行车架结构设计的有效性和可行性,为结构优化设计提供一种思路。     

汽车前副车架轻量化设计

对原前副车架结构和材料进行优化设计,可以达到轻量化的效果。将前副车架的钢材替换为铝合金材料ZL114A,并利用CATIA三维建模软件对前副车架结构进行优化设计。经优化,前副车架质量由17 kg减少至11.76 kg,减重比例达30.8%,满足设计要求。使用Nastran软件对优化后的前副车架进行有限元分析,结果表明新结构满足各种汽车行驶工况下的强度、模态以及刚度性能要求,因此该轻量化设计方案可行,在不影响前副车架正常使用的情况下减轻质量。     

考虑振动特性的钢铝复合车架多学科优化

以国内某款纯电动轻卡车架为研究对象,利用正交试验法开展零件材料对车架性能的显著性分析,确定高强铝合金板材替换方案,以获得钢铝复合车架。针对钢铝复合车架与驾驶室发生共振等问题,采用考虑静态刚度和动态频率的多学科优化模型,进一步对钢铝复合车架进行多厚度匹配设计优化。结果表明,轻量化车架在保证性能的前提下,第4阶频率提高1.5 Hz,避开了危险频率范围;车架总质量减小13.5 kg,减重幅度为7.2%。     

HFCG120辊压机机架优化设计

利用APDL语言,建立了辊压机机架有限元模型与优化设计模型,采用耦合节点自由度的方式处理机架各部件间的螺栓和销轴联接,同时对螺栓联接的预应力,采用温降法加以考虑.优化设计结果表明,机架中各钢板的厚度分布趋于合理,第一主应力降幅显著,机架强度能够满足工程应用要求.     

机轮螺栓力矩加载机构拓扑优化及瞬态分析

飞机机轮螺栓力矩是影响飞机起降的关键因素.研究设计了一种机轮螺栓力矩加载机构,并基于机构的理论危险工况,对其框架组件进行静力学分析.采用拓扑优化的方法对主要框架结构进行优化,并对优化后的框架组件进行静力学分析和两种工况下的瞬态动力学分析.计算结果显示,优化后的框架组件强度、刚度均满足要求,质量减少32.8％,为民航特种...     

Fatigue and impact analysis and multi-objective optimization design of Mg/Al assembled wheel considering riveting residual stress

The multi-material assembled light alloy wheel presents an effective lightweight solution for new energy vehicles, but its riveting connection remains a problem. To address this problem, this paper proposed the explicit riveting-implicit springback-implicit fatigue/explicit impact sequence coupling simulation analysis method, analyzed the fatigue and impact performance of the punching riveting connected magnesium/aluminum alloy (Mg/Al) assembled wheel, and constructed some major evaluation indicators. The accuracy of the proposed simulation method was verified by conducting physical experiments of single and cross lap joints. The punching riveting process parameters of the assembled wheel joints were defined as design variables, and the fatigue and impact performance of the assembled wheel was defined as the optimization objective. The connection-performance integration multi-objective optimization design of the assembled wheel considering riveting residual stress was designed via Taguchi experiment, grey relational analysis, analytic hierarchy process, principal component analysis, and entropy weighting methods. The optimization results of the three weighting methods were compared, and the optimal combination of design variables was determined. The fatigue and impact performance of the Mg/Al assembled wheel were effectively improved after optimization.