基于拓扑优化法的副车架概念设计

副车架是连接悬架与车身的重要连接件。为避免传统副车架设计中穷举设计方案后校核的繁复研发流程、缩短开发周期和在新副车架早期开发设计中提供参考,现将变密度法的拓扑优化技术引入乘用车副车架概念设计中[1-7],提出1种正向设计思路。首先使用hypermesh对某乘用车副车架典型工况下的受力情况进行有限元分析。参照乘用车副车架与周边零件相对位置关系,在空间上划分设计区域。然后以设计区域为拓扑优化空间,以单元密度为设计变量,以体积上限为约束条件,定义在多工况条件下的多目标等权重的拓扑目标函数,并通过添加加工约束改善云图。最后依据拓扑云图所示副车架材料分布进行副车架概念设计。通过对该设计方案进行限元分析并与标杆副车架对比发现该副车架设计方案不仅各工况下应力水平低于原方案,而且重量更轻,验证了拓扑优化概念设计方案可行。     

某车型前副车架结构优化与性能分析

副车架是整车系统中重要组成部件,副车架对阻隔振动和噪声、提升乘员舱舒适性方面有着明显作用,因此,对副车架的模态、刚强度进行分析就显得非常重要.文中以某车型前副车架为研究对象,利用OptiStruct软件,以减重和满足性能要求为目标,对该前副车架进行结构优化.通过查看优化后结构的自由模态、约束模态、强度分析结果等,验证了优化后结构满足目标性能要求,能够对前副车架的结构优化和性能分析提供参考.     

三轿车后副车架多目标拓扑优化方法研究

针对汽车底盘零部件多目标优化中,优化目标函数构造比较困难、加权因子选取不够合理的问题,介绍了一种基于固体各项同性材料惩罚模型的(SIMP)的多目标拓扑优化方法;使用带加权因子的理想点法公式和平均频率公式构造了综合目标函数;改进了多工况加权因子的选定方法,提出一种基于时间修正的加权方法;并以国产某车型后副车架轻量化优化为例,对方法进行了验证,结果表明,使用该方法对汽车底盘零部件进行拓扑优化,能够减轻对象重量,提高其在不同工况下的刚度,提高其主要的低阶模态频率值,使零部件的静态、动态性能均能得到提升。     

铝合金后副车架结构设计与强度分析

本文针对某纯电动大七座SUV后副车架采用铝合金材质的设计需求,采用了结构设计、多体动力学分析以及结构强度分析,三者联合的设计手段.首先利用结构设计软件正向设计铝合金后副车架结构,然后通过多体动力学分析软件提取车辆特殊工况载荷,最后经结构强度分析软件对铝合金后副车架进行强度校核,最终评估该铝合金后副车架结构设计满足强度要...     

基于OptiStruct的电动轿车副车架的结构优化

针对从燃料电池轿车副车架质量冗余问题,从轻量化研究入手,使用计算机辅助设计软件进行了结构分析,采用铝合金材料,对某燃料电池汽车副车架进行了结构优化,并对新设计的副车架进行了校核.分析结果表明,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,该方案为燃料电池汽车轻量化的进一步发展提出了建议.     

应用拓扑优化理论进行结构概念设计

介绍了将拓扑优化方法与CAD/CAE系统进行集成,应用于解决船舶舵叶连接法兰面加工专机的升降台的拓扑结构优化.优化结果为结构详细设计阶段提供了设计优化区域和原型.     

微型客车车架多目标拓扑优化

为了设计合理可靠的微型客车车架,应用折衷规划法建立以柔度最小和低阶固有频率最高为目标的多目标拓扑优化数学模型,基于固体各向同性材料惩罚模型进行优化。基于拓扑优化结果,构造微型客车车架的三维模型,并对车架进行静态和模态分析,确认车架满足工作性能要求,由此验证了微型客车车架多目标拓扑优化方法的合理性与可行性。     

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。     

搅拌车副车架疲劳强度优化

以CAE技术为基础,对13方混凝土搅拌运输车副车架进行结构分析、疲劳寿命分析,并提出优化方案。应用CATIA软件建立副车架实体模型,将模型导入ANSYS Workbench15.0中,得到有限元模型;考虑搅拌车典型工况进行静力学分析,获得副车架在各工况下的应力应变情况;在静力学分析基础上,使用Fatigue Tool对其疲劳寿命进行分析评估,找出应力集中点和容易产生疲劳失效的部位,得到疲劳分析结果。用解析法验证有限元分析的正确性。针对车架疲劳寿命分析反映出来的问题,建议主要在材料、结构和工艺三方面对车架进行优化,提出优化方案。     

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。     

基于拓扑优化方法的牵引车车架优化设计

建立了牵引车车架的有限元模型并进行了多工况静力学分析,基于OptiStruct软件,对多工况拓扑优化常见问题提出了工程实用的解决方法,实现了牵引车车架结构优化设计.通过优化前后计算结果的对比分析,说明基于变密度法的拓扑优化技术能有效进行牵引车车架优化设计,避免结构设计的盲目性,优化结果为同类产品结构设计提供了参考.     

基于虚拟仿真的某车型副车架性能分析

利用ADAMS/Car建立某车型的整车模型,并对整车模型的12种工况进行动力学仿真分析。先求出副车架各安装点的载荷,然后利用Hypermesh建立副车架的有限元模型,再利用Nastran进行副车架的模态、刚度和强度分析,并通过试验验证设计的可靠性,缩短了产品开发周期,提升了企业自主开发能力。     

某轿车前副车架模态分析与优化

以"某车型前副车架"为研究对象,利用Hyper works 11.0软件对该副车架结构进行了自由模态分析、 全约束模态分析和半刚性约束模态分析,针对分析结果与实际整车下的模态值比较,提出了较为合理的边界约束条件下的模态分析方法,以更加接近副车架在整车下的实际状态值.同时由于该副车架整车实测模态值偏低,与发动机常用转速下...     

某客车车架结构多目标拓扑优化设计

整车轻量化的设计需求目前在所有汽车行业的车型开发中占有非常重要的地位,且此需求贯穿了每个项目开发设计的整个过程。车架是整车轻量化设计的重要研究对象。基于整车轻量化设计需求,采用基于折衷规划的多目标拓扑优化设计方法,以某中型客车车架的柔度最小化为目标函数,以体积比和一阶模态频率作为约束条件,对弯扭联合工况下的车架进行结构拓扑优化设计。经计算获得满足约束条件并使车架柔度最小的车架拓扑形态,为该型客车车架提供了结构的概念化设计方法。     

某轿车前副车架动刚度性能研究

针对某轿车前副车架结构和焊接信息安排不合理,导致车身安装点和发动机悬置安装点动刚度不足的问题,对产品结构进行优化:采用在悬置安装点周围增加加强件的方式,增加副车架主体的局部刚度;改变车身安装点附近圆管处搭接结构,增加焊缝长度,提升连接强度.利用有限元方法,通过建立以副车架为主体的有限元模型,针对优化前后副车架结构进行动...     

轿车副车架轻量化设计

以某轿车副车架为研究对象,采用CATIA软件进行三维建模。应用Hyper Mesh对其进行网格划分,在制动工况下对副车架进行初始结构强度分析和自由模态分析。以副车架材料的许用应力及1阶模态频率作为优化的约束条件,利用Optistruct进行拓扑优化设计,副车架质量与原始设计相比减轻了10.28%,使其达到轻量化的目的。     

汽车前副车架设计

以前副车架的设计任务与要求为基础,根据设计目的和方法明确研究主要内容,制定前副车架总体设计方案。主要包括前副车架的总体形状、横纵梁的截面形状及尺寸的设计、与汽车车身的连接点及连接方式、材料的选取以及型式的选取。其设计思想对今后的副车架发展与研究具有重大意义。     

某乘用车前副车架钣金开裂问题的分析与改进

针对某乘用车在前期道路试验中出现的前副车架钣金开裂问题,基于前副车架的有限元强度分析进行了结构优化,通过仿真分析确定了最终的结构优化措施,并通过了多轮道路耐久试验的验证,比较科学及合理地解决了前副车架钣金开裂问题。     

某车型副车架结构强度与模态分析及结构改进

针对某车型副车架在台架试验过程中出现开裂问题,采用有限元分析软件Hypermesh建立副车架有限元模型,分析了其强度和模态,结果发现疲劳试验时车架开裂的位置与有限元分析的基本相同,并提出结构改进措施,改进后的副车架有限元分析应力明显降低且通过了疲劳台架试验。