电动公交车车架轻量化优化设计及评价

根据电动公交车车架的结构,采取拓扑优化方法和车架轻量化系数评价方法相结合的方案,对电动公交车车架进行减重优化设计。以某型电动公交车车架为研究参考样本,建立车架模型。在ANSYS中对设计的电动公交车车架进行有限元分析,并在满足材料基本性能的前提下采用变密度法对车架有限元模型进行拓扑优化。最后利用车架轻量化系数评价方法对优化前、后的车架进行轻量化评价。结果表明,轻量化系数由优化前的0.104降低为优化后的0.0058,较好地实现了电动公交车车架轻量化设计目标。     

汽车方向盘骨架轻量化设计

首先,以某车型方向盘轻量化设计为目标,建立方向盘骨架梁体混合分析模型,依国家及企业标准规定的试验方法和评价指标,对其进行静强度和模态分析,并对分析结果进行试验验证。其次,将骨架截面参数化,以标准规定的方向盘性能评价指标为响应,对不同截面形状参数进行灵敏度分析。最后,以灵敏度分析找出的非敏感参数作为设计变量,以性能评价指标为约束条件,进行方向盘骨架轻量化设计。研究结果表明:文中所提的三步轻量化法高效可行,在满足方向盘法规要求的前提下,能提高方向盘骨架轻量化设计的效率和精准性,该方法对同类机械结构轻量化设计具有一定的工程指导意义。     

概念设计阶段产品轻量化设计与评价方法研究

概念设计阶段主要进行产品原理解构建,是决定产品性能的重要阶段。针对现有确定方案在后端进行轻量化的现状,在概念设计阶段进行产品的轻量化方案设计并评价其轻量化结果,形成一种轻量化前端设计与评价方法。首先根据需求、EE-FBS功能模型求解产品的原理结构,然后从原理结构中界定轻量化操作单元—原理构件,之后基于原理构件的理想化水平选择轻量化对象,接着基于Inspire(仿真驱动设计软件)对轻量化对象进行拓扑优化,并基于轻量化对象的理想化水平变化率建立轻量化评价体系以评价轻量化结果的合理性;最后以便携式阻车器的轻量化过程验证了理论的实用性和有效性。     

面向约束优化的改进响应面法在车身轻量化设计中的应用

轿车车身轻量化设计是一个多约束的复杂系统优化问题,且必须满足各项车身结构性能,其中碰撞安全性是先决条件.实际中普遍采用试验设计和响应面法相结合的手段开展轻量化研究.针对传统响应面法拟合约束函数易引起优化解落在非可行域内的缺陷,提出一种面向不等式约束函数的改进响应面法,使近似约束边界分布在可行域中,得到能够满足设计约束的优化解,数值算例验证了改进响应面法在处理约束优化问题中具有比传统响应面法更为明显的优势.将其应用到车身轻量化设计中,结果表明,基于本研究提出的改进响应面法的轻量化方案优于传统响应面法,整车耐撞性能得到提高的同时实现车身前部结构减重21.4%,为开展车身轻量化设计研究提供可借鉴的方法.     

可拓理论在AGV产品优化设计中的研究

在研究AGV产品设计的过程中,提出了 一种以造型和性能同时作为优化目标的优化设计模型.造型设计方案的提出是基于可拓理论建立物元模型并进行可拓变换而提出的多个可行性的造型,通过优度评价的方法筛选评测出符合产品定位的最佳造型设计方案;结构性能设计是利用Ansys Workbench中基于最佳填充空间设计法(OSF)与多目标遗传算法(MOGA)相结合的方式对响应面进行优化,将满足结构性能要求及轻量化为优化目标进行优化求解,优化后质量减轻21.76％.经过验证本方法切实可行,可以为设计AGV产品及其他具有相似设计要求的产品提供设计模型参考.     

机床床身结构优化的轻量化技术

轻量化能够节约材料、提高结构性能,是实现绿色制造、可持续发展的重要举措.根据机床的结构特点,主要阐述了床身轻量化的实现途径,总结可实现轻量化设计的优化方法和优化算法,并展望了轻量化设计的发展方向.     

基于多种工况下的自卸车车厢轻量化设计

对某款自卸车车厢进行有限元建模,对其多种工况进行模拟,评价原始车厢各种工况下的性能,寻找原有车厢刚度和强度的冗余及不足,并对其进行轻量化设计。经验证,该轻量化设计方案在满足原有设计要求并且车厢的刚度和强度分布都合理的情况下,实现了38.63%的减重效果,为自卸车车厢轻量化设计提供了一个可借鉴的方法。     

汽车大板件抗凹陷性分析方法研究

针对汽车轻量化设计出现的汽车大板件抗凹陷性性能降低的问题,提出用刚度、不稳定量和残余变形来评价抗凹陷性能的方法,并通过软件模拟和实验进行了分析和对比,为汽车的大板件的合理设计提供了依据.     

基于高强钢的平板运输车载物平台轻量化优化设计

根据平板运输车载物平台的结构,采取材料替换和尺寸优化设计方法相结合的方案,对平板运输车载物平台进行轻量化设计.以某型平板运输车载物平台为研究对象进行参数化建模,利用HyperWorks软件对高强钢BS700MCK2替换Q345材料后的载物平台进行有限元分析;然后在满足材料基本性能的前提下通过尺寸优化方法在Optistruct软件中对载物平台进行优化设计;最后利用轻量化系数评价方法对优化前后的高强钢载物平台进行评价.研究结果表明:优化后的平板运输车载物平台减重42.1％,尺寸优化后的轻量化系数由1.12优化为1.05,并通过对新结构进行强度校核,验证了该设计方案的可行性.     

微型电动汽车车身的轻量化

目前对于电动汽车车身轻量化研究中,多数都没能兼顾优化后车身性能、优化效率和精度。为了提高轻量化后车身的性能,提出一种综合考虑质量、刚度与一阶振动模态的多目标优化设计法。将有限元分析法和实验验证相结合,构造了基于材料和尺寸的微型电动汽车车身轻量化方法,确保了优化精度。采用灵敏度分析法确定关键部件厚度为优化模型的设计变量,提高了轻量化研究的效率。与传统的轻量化研究相比,该方法在获得近似最优解的同时能够保证轻量化后的车身性能满足要求,并且提高了计算效率和精度。