汽车前围板及油门踏板振动研究

油门踏板是人机交互的重要界面,踏板抖动将会严重影响驾驶员的驾乘舒适性。采用有限元法对油门踏板及前围板进行模态和动刚度分析,找出影响油门踏板振动的因素并进行优化。分析表明,优化前围板的结构可以提高油门踏板安装点刚度,减少踏板振动的幅值。另外,对比了三款不同的油门踏板本体结构,分析油门踏板轴点位置对踏板抖动的影响。     

基于参数化建模的制动踏板结构优化

针对某车型进行综合道路可靠性试验时出现的制动踏板刚度、强度不足问题，基于参数化建模方法，参考对标车型结构设计，提出四种制动踏板结构优化方案。应用OptiStruct有限元分析软件对四种结构优化方案进行刚度、强度、疲劳寿命等仿真，结合布置和工艺，确定最优方案。通过台架试验和综合道路可靠性试验，验证最优方案的可靠性，由此解决制动踏板刚度、强度不足问题。     

某右舵车型正面碰撞优化分析

针对某右舵车型在正面碰撞试验中出现前围侵入、转向管柱、CCB位置侵入较大问题进行分析,并提出解决问题的优化方案。通过运用Hypermesh及LS-Dyna软件进行整车碰撞仿真分析,优化后前围等车身关键位置侵入量均得到改善,前围最大侵入量由原来的269 mm减小到223 mm,转向管柱后移量由94 mm减小到30 mm,结果表明:优化真空助力器及制动踏板的布置位置同时加强乘员舱结构的方案是合理的。     

基于刚度的铝合金汽车前罩轻量化结构设计及分析

以某款车型前罩为研究对象,基于静态刚度与前罩外板弹性变形能力,通过材料替换与结构尺寸拓扑优化对前罩进行轻量化设计与分析,并通过与试验结果的对比,验证了前罩有限元仿真方法的准确性。轻量化设计的铝合金前罩满足了静态刚度以及外板弹性变形能力要求,减重效果达到47%。     

车门带线刚度的分析和结构优化

借助于CAE前、后处理软件Hyper MeshHyper View及Nastran软件,对国产某车型的窗框带线刚度进行分析,得到相关数据。通过优化窗框的结构,提升了带线刚度的CAE分析值。通过实车实验验证,前车门带线刚度满足设计要求。     

基于FEM的车门结构轻量化研究

有限元法(FEM)在结构分析中有着广泛的应用.通过对某车型前门建立有限元分析模型,分析其刚度,得出车门原有结构方案刚度值相比设计目标值有较大富余的结论,由此提出两种结构轻量化方案:改进车门加强板结构和采用激光拼焊板.两种方案都有效地减薄了车门料厚,达到了轻量化的目的.     

SEA理论对乘用车前围板声学包的分析与优化

汽车前围板总成是屏蔽动力总成与前轮噪声的重要结构,其中前围板声学包起到了关键作用。前围板声学包的隔声特性在整车的隔声特性中占据着重要的地位。利用hyper-Mesh软件和VA-One软件相结合,结合SEA方法,建立SEA模型,针对某乘用车前围板声学包的覆盖状态,厚度及泄漏的因素进行了模拟仿真。研究得到前围板声学包的结构和声学参数对其隔声特性影响的一般结论,并通过隔声量试验验证了仿真的有效性。基于此,在满足前围板声学包整体结构及材料属性不变的情况下,优化声学包方案,以达到提高降噪性能的目标。不仅对缩短声学包的开发周期提供参考,而且对前围板的设计与开发提供了建议。     

基于模面工程的侧围外板全工序成形仿真研究

为了快速确定大型汽车覆盖件全工序成形工艺方案,缩短全工序成形仿真迭代次数与计算周期,提高全工序成形仿真精度,以某车型侧围外板为研究对象,根据产品结构特点对侧围外板进行区域划分,结合各区域工艺特点绘制工艺模面的关键断面参数,利用关键断面参数驱动工艺模面高效设计,并借助有限元分析软件进行成形工艺校核,以验证工艺方案的可行性。结果显示,侧围外板整体成形充分,无开裂、起皱以及明显面品缺陷等成形问题。在此基础上进行试模验证,获得了成形效果良好且与数值模拟结果基本一致的样件。研究表明,应用关键断面参数驱动工艺设计的模面工程技术后,侧围外板无需在有限元分析软件中进行模面设计以及反复调整优化,显著提升了侧围外板全工序成形仿真精度和效率。     

某车型车身NVH和强度的分析和优化

车身扭转刚度和模态是白车身性能的重要指标,刚度和模态的高低决定了整车可靠耐久性能和NVH性能。对某改款车型进行模态分析,使用有限元分析软件进行模拟分析,通过拓扑优化找到了提升扭转刚度和模态的车身结构方案,解决整车耐久试验开裂问题。     

某车型侧面柱碰工况安全性能分析及优化

针对某车型在Euro-NCAP侧面柱碰工况中车身结构强度不足、侧面入侵过大以及乘员伤害较大等问题进行分析。在LS-DYNA环境中建立该车型整车结构侧面柱碰仿真模型和驾驶员位约束系统仿真模型,通过完善传力路径、提升侧围以及前地板相关区域结构强度等优化方案,减小了该车型在侧面柱碰工况中的结构变形以及侧面入侵程度,最终实现乘员伤害的改善。     

增程式纯电动汽车后碰撞安全性仿真和试验研究

通过有限元软件分析国内某款增程式纯电动汽车的后碰撞安全性,利用得到的分析结果来指导和优化整车后碰撞安全性的设计。针对该款增程式纯电动汽车的结构特点,建立车辆后碰撞有限元分析仿真模型,进行了有限元理论分析计算,得到了车辆安全性能优化方案;对比增程式纯电动车型和原型车的弯曲模态、扭转模态和扭转刚度,对现有车型的车身结构方案和整车后碰撞安全性进行优化和改进设计。经实车后碰撞试验验证,改进后的设计安全结构方案完全可以满足设计要求。     

基于有限元的前侧门模态与刚度分析

通过建立前侧门有限元模型,对其模态及主要的承载工况刚度进行了分析,评估了车型与对标车型的车门数据的差距,得出了需要对前侧门结构进行改进的结论。     

PP-LGF40材料发动机罩结构设计与性能分析

为某车型发动机罩选用PP-LGF40材料替代传统的钣金材料,可实现减质量21%的目标。根据PP-LGF40材料的成型工艺,提出发动机罩外板和内板的结构设计方案,简化了零件结构和制造工艺。通过CAE仿真分析PP-LGF40材料发动机罩的扭转刚度、侧向刚度、承重刚度、锁钩刚度和一阶模态等各项性能指标,结果表明:PP-LGF40材料发动机罩的各项性能均能满足目标值,验证了PP-LGF40作为发动机罩轻量化材料方案的可行性。     

汽车前纵梁的拼焊板轻量化设计研究

在已有车型基础上研究了利用拼焊板进行前纵梁改进的轻量化设计方法,达到了在满足强度和刚度条件基础上减轻汽车重量和改善碰撞性能的目的。通过CAE解析了汽车在自重工况下的前纵梁应力分布,确定了前纵梁的分块数目及焊缝布置,推导了由拼焊板替换的车身梁结构的强度、弯曲刚度和扭转刚度的约束方程,并以此计算拼焊板前纵梁的厚度。整车碰撞仿真证明,拼焊板设计后的前纵梁具有更好的耐撞性,并且达到了减重17.7%的效果。     

白车身基于灵敏度分析减重优化技术

建立某SUV车型白车身的有限元模型并分析计算车身刚度及其模态,在此基础上分析板厚对对白车身弯扭组合工况的灵敏度,找出影响车身结构特性的关键结构,对板厚进行优化分析,实现车身轻量化设计。优化结果显示:通过车身刚度灵敏度分析及其板厚优化,可实现车身的减重优化,为车身的优化设计提供参考。     

基于Optistruct某公交车后围板多目标形貌优化设计

为了降本减重,某公交车后围板取消原来的内板支撑结构,提出钣金冲压结构的设计理念。新结构要求不降低刚度和模态频率的前提下,后围板总成质量尽量小,实现轻量化目标。有限元优化分析中,形貌优化是壳结构寻找最优加强筋分布的设计方法,通过设计空间壳单元的节点扰动,迭代出大量的设计变量,优化出满足约束条件和目标要求的加强筋布置。通过计算后围板原有结构模态,明确了模态频率要求,同时对平面钣金结构局部刚度的识别,确定了局部刚度最弱的两个位置。对此多目标优化问题,建立了三种多目标优化函数,软件计算出钣金后围板三种多目标优化的结构柔度和一阶频率,通过对比分析,其中多目标方程优化法能够通过不同加权值来平衡多个目标响应,使优化迭代结果更贴近设计意图,有广泛应用前景。通过对多目标方程优化几何的工程处理,对比计算了优化前后结构相同评估点的局部刚度,优化结构局部刚度分布更均匀,且平均刚度提升了22%,同时一阶模态频率提升24%,实现减重44%。经过最优的多目标形貌优化,某公交车后围板刚度和模态频率大幅提高,显著提升了部件本身的结构力学和NVH性能。     

某乘用车车门静态刚度与模态分析

为判断车门结构的合理性,针对车门在设计研发过程中存在刚度不足的问题,以有限元法为基础,结合相关试验标准,对车门的系统刚度特性和模态特性进行分析。分析结果表明,该车门自由模态频率、扭转刚度、侧向刚度和带线刚度在正常范围之内,下沉刚度不足,采用增加上下铰链加强板和窗框加强板厚度的方案,使下沉刚度有明显改善,有望给车门结构的设计及改进提供必要的依据和支撑。     

基于隔声理论的车内噪声优化研究

某款后驱MPV车型在加速工况时车内发动机噪声明显,严重影响车内的乘坐舒适性。文中根据隔声理论,采用ATF测试、FTA分析、SEA分析等方法对车内发动机噪声明显的原因进行研究,确定该车车内的高噪声是由于整车混响时间长、前围厚度不够、覆盖面积不足及泄漏等原因所致;通过优化顶棚吸音性能、变更前围结构等方法,车内噪声问题得到明显改善。     

某乘用车副车架轻量化改进

由对应车型工况得到副车架的12种工况,对各工况的受力情况进行对比,选取两个危险工况对副车架进行静力分析,找出应力分布较小的部件,此部件在危险工况下的变形特征为旋转,故对其进行旋转刚度质量系数分析,以研究结构尺寸参数对旋转刚度的影响,进而提出轻量化改进方案,并经同工况下的有限元静力分析验证了改进效果。     

基于多性能耦合的引擎盖内板结构优化

汽车轻量化设计是汽车节能减排的重要手段,同时又必须满足各种工况及NVH等性能要求.对于多学科间的多性能综合优化,软件多采用线性加权方法,但对非凸优化问题来说,不能确保得到所有Pareto最优解,因此采用基于折衷规划法和平均频率公式构造的优化方程对引擎盖内板进行多性能约束的拓扑优化,获得更准确材料密度分布,从而更有效的对引擎盖进行结构改进和优化.并通过与原车型引擎盖的刚度及模态和质量等数据进行对比分析,验证了优化方案的可行性及轻量化效果.