基于拓扑和形貌优化的电动汽车动力电池箱轻量化分析

为实现某电动汽车动力电池箱的轻量化设计,首先建立电池箱的三维模型,并对电池箱在颠簸路面、颠簸路面急刹车和颠簸路面急拐弯三种工况下进行静态分析和动力学模态分析。根据分析结果,对电池箱进行分区域优化设计。对电池箱底部为避免单目标拓扑优化的局限性,基于折衷规划法,以静态多工况下刚度和动态特征值为目标进行静动态多目标拓扑优化;对电池箱侧围以提高一阶模态频率为目标进行形貌优化。最后依据优化结果提出了电池箱的优化设计方案并对重新设计的电池箱进行静动力学性能对比验证。结果表明,优化后的电池箱在满足强度和刚度的前提下,实现了轻量化设计,该方法为电动汽车动力电池箱的设计提供了参考。     

某车用电池箱随机振动仿真分析

基于随机振动仿真手段评估车用电池箱结构的振动特性。依据GB/T 31467.3-2015法规要求,采用Opti Struct软件对电池箱模型进行模态分析,获得电池箱的模态振型及各阶模态频率,以获得的模态频率为依据对电池箱进行PSD随机振动分析。为避免与汽车振动源共振,重点研究电池箱与激励源频率接近的频率下的PSD随机振动的响应结果。结果表明,电池箱1阶频率为23.11 Hz,电池箱3个方向上的3-σ应力均小于材料Q345的屈服强度;利用CAE仿真手段能够大幅度缩短电池箱的设计周期,优化了设计流程。     

考虑碰撞工况的电动汽车电池箱多目标拓扑优化设计

为实现电池箱的轻量化设计,同时满足电动汽车电池箱碰撞安全性,以某纯电动汽车电池箱为研究对象,对电池箱进行正面碰撞、后面碰撞、左右侧面碰撞工况的仿真分析。最后根据碰撞工况仿真分析结果,基于拓扑优化的原理,采用层次分析法确定静态多工况下最优权重系数,构建出静态多工况刚度和动态特征值的目标函数,利用带权重的折衷规划法和平均特征值法进行电池箱的多目标拓扑优化设计。结果表明:优化后的电池箱在满足碰撞安全性的同时减重26.6%,实现了电池箱轻量化设计。该结构设计可行有效,具有一定的实际应用价值。     

电动汽车电池箱结构强度的有限元分析及其改进设计

以软件Ansys/Workbench为分析平台和利用有限元分析方法,针对某企业现有的某型号电动汽车电池箱结构,计算颠簸路面上急刹车和急拐弯两种工况下的电池箱的强度,并将某一节点等效应力值的有限元分析结果和理论计算结果进行对比,验证有限元分析模型的正确性。根据有限元分析结果,局部产生应力集中现象,整体应力有改进设计的余量,对结构应力集中处进行改进设计。利用软件Ansys/Workbench就该箱体各部件尺寸参数对箱体最大等效应力和重量的灵敏度进行分析,根据灵敏度分析结果选择设计变量,以箱体构件的最大应力为状态变量,以箱体总质量为目标函数,对该箱体进行轻量化处理。     

动力电池箱的形貌优化及尺寸优化设计

为了实现动力电池箱的轻量化,对原电池箱3种典型工况进行结构强度分析及模态响应分析,根据分析结果制定优化方案.对电池箱上盖进行了形貌优化,以增强上盖的结构刚度,同时提高电池箱整体的低阶频率;对电池箱框架结构进行尺寸优化,以减少非关键位置的材料堆积.对改进后的电池箱进行静态和动态特性分析,结果表明,电池箱前6阶频率均避开激...     

散热孔不同排列方式的电池箱有限元模态分析

为保证电动汽车电池的安全性及散热效果,设计出两种不同排列方式散热孔的电池箱.为对比两种不同排列方式散热孔电池箱的差异,通过ANSYS对电池箱进行强度及刚度分析,在结构满足强度及刚度要求的基础上,对电池箱进行模态分析.分析结果表明:竖孔及横孔箱体第1阶固有频率均高于路面不平整所引发的振动频率,避免了共振的发生,但横孔箱体...     

小型五轴雕刻机的设计及静动态特性分析

为了保证所设计的小型五轴雕刻机的机械结构能够满足其机械特性,采用UG对五轴雕刻机结构进行设计建模,并将模型进行静、动态特性分析。首先根据导轨的受力情况和约束条件,在UG中解算其不同载荷下的静力学特性;其次对龙门结构静力学特性进行了分析;最后对雕刻机整体进行模态分析和谐响应分析。分析结果显示：导轨的位移变形量最大值为1.838×10–6 mm,最大应力大小为1.034 MPa,符合设计要求;雕刻机实际工作频率在0～400 Hz,当激振力频率接近900 Hz和1 950 Hz两个固有频率时才会发生共振,故不会发生共振。由分析结果、样机实验结果和对比结果得出结论：该五轴雕刻机床身静刚度良好,已达到设计要求并优于其他雕刻机,为五轴雕刻机结构的优化设计提供了理论依据。     

电动汽车快换电池托架结构分析

电动汽车电池快换技术是电动汽车领域的新兴技术之一,相比传统的充电技术,电池快换技术可以大幅提高电动汽车的使用效率。电池托架作为承载固定电池的重要装置,其结构动静态性能十分重要。通过使用Pro/E建立电池托架的几何模型,利用Hypermesh对几何模型进行高质量的网格划分,运用Ansys分析电池托架在极端行驶工况下的应力分布,并在此基础上得到电池托架的模态特性。以期为电池托架振动试验和结构优化提供参考。     

电动客车车身结构分析

由于作动力源的电池箱质量较大，使得电动客车整车受力状况与燃油车相比发生了很大的变化。在建立的有限元模型基础上，分析了车身结构在弯曲工况、扭转工况、紧急制动工况和急转弯工况下的强度，同时分析了弯曲工况和扭转工况的刚度。分析结果显示，在一个后轮悬空时工况下车架后部受力状态最为恶劣，但是强度和刚度仍能满足要求，在其他工况下车身结构强度和刚度水平较高，整车结构还有很大的优化空间。     

山地烤烟苗期地膜回收机卷膜辊结构设计

本文设计了一种山地烤烟苗期地膜回收机卷膜辊结构,后通过ANSYS Workbench平台对卷膜辊进行结构静力分析与模态分析。静力分析结果表明该卷膜辊在匀速作业工况下受最大应力为101.85 MPa,小于所用材料Q235的许用应力值,最大变形量为0.159 37 mm,符合卷膜辊刚度要求。模态分析结果表明卷膜辊一阶共振频率为462.26 Hz,远大于卷膜辊的工作频率1.5 Hz,结构安全合理。     

柔性化夹具静动态特性分析及拓扑优化

针对汽车发动机缸盖、变速箱阀体全自动化混合生产线,设计柔性化夹具来满足CNC高精密加工以及快速换产的要求。建立夹具系统三维模型,并利用ANSYS对夹具系统在不同加工工况载荷下进行静态性能分析;从分析结果判断出影响夹具性能的关键结构,并对其进行拓扑优化设计,实现夹具整体减重39.25 kg。然后对改进后夹具模型进行验证分析,发现最大变形量减少为0.0045199 mm,满足设计指标0.005 mm;最后,对现有夹具系统进行模态实验和CAE模态分析,发现夹具系统在Z向受到低频激振力时,容易发生共振,该频段为70 Hz?110 Hz,在加工过程中需要控制刀具加工频率避免发生共振。     

柔性化夹具静动态特性分析及拓扑优化

针对汽车发动机缸盖、变速箱阀体全自动化混合生产线,设计柔性化夹具来满足CNC高精密加工以及快速换产的要求。建立夹具系统三维模型,并利用ANSYS对夹具系统在不同加工工况载荷下进行静态性能分析;从分析结果判断出影响夹具性能的关键结构,并对其进行拓扑优化设计,实现夹具整体减重39.25 kg。然后对改进后夹具模型进行验证分析,发现最大变形量减少为0.004 5199 mm,满足设计指标0.005 mm;最后,对现有夹具系统进行模态实验和CAE模态分析,发现夹具系统在Z向受到低频激振力时,容易发生共振,该频段为70 Hz～110 Hz,在加工过程中需要控制刀具加工频率避免发生共振。     

手动换电设备夹具结构分析

手动换电设备夹具做为承载固定电池箱的主要部件,其动静态性能是否满足极端工况的要求十分重要。使用Pro/E建立手动换电设备夹具的几何模型,利用Hypermesh进行CAE前处理,运用ANSYS分析手动换电设备夹具在特定工况下的应力分布,并在此基础上得到手动换电设备夹具的模态特性。通过以上分析,对手动换电设备夹具的强度、刚度性能有了基本的了解,为其进一步的结构优化提供了参考依据。     

基于ANSYS Workbench的叉车驱动桥桥体动静态特性分析

以某公司生产的某型号叉车驱动桥桥体为研究对象,基于ANSYS Workbench有限元分析对该桥体进行静力学分析,计算得到相应的应力值和变形分布,验证其强度是否满足设计要求。对桥体进行动态特性分析,结果显示桥体各阶模态的固有频率都在213.11 Hz以上,不会因为路面不平产生的激励而产生共振。同时根据谐响应分析的变形频率响应曲线找出桥体谐响应振幅最大时的频率,计算出最大频率下的应力和应变云图,结果表明引起该桥体共振的频率为430 Hz,远大于路面引起的共振频率,故验证该桥体结构设计合理。叉车驱动桥桥体动静态特性分析将对后期同类型新产品的开发和优化设计提供重要的参考依据。     

电瓶车车架结构静态特性分析

本文利用有ANSYS建立车架梁单元的有限元模型,根据电动汽车定型试验规程,针对电瓶车扭转、紧急刹车、急转弯等工况,对初始设计的车架进行静态特性分析,得到相应工况下应力分布和变形云图,验证车架设计的合理性和安全性。     

单缸柴油机曲轴的强度及预应力模态分析

建立了单缸柴油机曲轴的实体模型,采用ABAQUS有限元软件对曲轴进行了强度分析,在此基础上,为掌握曲轴的动态特性,进一步进行了曲轴的预应力模态分析,获得了各阶模态频率和振型。结果表明:该曲轴工作中的最大应力为91.26 MPa,满足静强度要求;第一阶模态频率为415.75 Hz,工作中发生结构共振的可能性很小。     

机载天线单元反射板形貌优化设计研究

为提高某机载天线单元反射板刚度和强度,减少结构质量,使用基于形貌优化的优化设计方法,对反射板进行优化,分析结果表明:优化前后反射板的质量分别为4.65kg和4.11kg,优化后质量降低11.6%;优化前后冲击工况反射板的最大变形分别为10.05mm和4.11mm,优化后变形降低59.1%,优化前最大应力为98.93MPa,优化后降低33.0%;优化前后反射板的一阶安装模态均为弯曲模态,其振型一致,特征频率分别为76.06Hz和91.42Hz,特征频率提高38.8%;非钣金类结构可使用基于形貌优化的设计方法进行优化设计,得到加强筋的形状和位置。     

微型电动货车车架分析

通过建立改装的微型电动货车车架有限元模型,计算弯曲和扭转强度及刚度,结果满足许用应力要求。之后进行自由模态分析,得到各阶模态频率。在模态分析的基础上作谐响应分析,其实验结果为:在33 Hz和75 Hz的激励频率下,可能会造成车架共振。该研究结果可为后续结构优化提供参考。     

40t矿用车车架结构设计及特性研究

车架是汽车的关键承载部件,其强度直接影响整车的使用性能。利用Pro/E软件建立矿用自卸车车架的简化三维模型,分析车架在弯曲和扭转工况下载重40 t时的应力、位移分布情况。通过对车架进行静态分析,找出应力集中点和容易产生疲劳失效的部位,校核该车架强度。进一步对该车架进行模态分析,得出车架的固有频率和振型特征;通过谐响应分析得出在激励频率下的共振区域,为提高车架结构固有频率,增加结构刚度,为避免发生共振提供依据。结合所有分析结果,对车架薄弱部位提出合理的改进方案。     

基于ANSYS Workbench小型切草机的静动态特征分析

为分析小型切草机的静动态特性,以其切草刀盘与机架作为研究对象,通过SolidWorks软件对小型切草机进行三维实体建模,然后将其导入ANSYS Workbench中,利用有限元法对切草刀盘和机架做静动态特征分析,以此来探究两者的应力分布与模态响应。结果表明,切草刀盘与机架的应力分布较为均匀,最大应力分别为67.42 MPa、16.134 MPa,小于相应材料的屈服强度,两者的最大变形量也相对较小;切草刀盘与机架的前6阶模态振型区间分别为237.46～585.56 Hz、93.121～214.59 Hz,没有与其固有频率发生重合,引起共振。研究结果也为后续的有限元分析和机械结构的优化设计提供了一定参考依据。