电动车变速器壳体结构优化

按7颗钻流程,针对电动汽车变速器壳体裂纹的产生,进行原因排查、有限元分析和结构优化。首先,通过7钻排查,找到出现问题的制造环节;然后应用Hyperworks 11.0对优化前变速器壳体进行有限元仿真分析,并证明排查出裂纹原因的正确性;其次,对变速器壳体进行了3方面的结构优化,并对优化后的壳体进行有限元仿真分析,从应力分布云图看出其最高应力得到较大降低,且符合强度要求;最后,在台架试验台上进行了6次试验验证,结果表明,优化后的壳体强度和耐久性达到要求,优化方案切实可行。故通过7颗钻流程解决裂纹问题的结构优化方法对此类质量问题的处理具有工程实际意义。     

某薄壁壳体铣削加工有限元分析

某薄壁壳体零件在加工中部吊挂及孔结构时,出现零件变形大、振刀严重的问题。本文以某薄壁壳体为研究对象,建立薄壁壳体的三维模型,采用ABAQUS软件对铣削过程中的零件进行模态分析,得到了某薄壁壳体零件的固有频率及对应振型。根据零件加工时的动态特性,改进工艺、避开共振频率,优化加工时的刚性,获得了良好的工艺效果,对工艺方案的优化具有一定的指导意义。     

CFM56系列发动机篦齿结构多目标参数优化分析

为解决CFM56系列发动机在低转速情况下滑油腔内润滑油的渗漏问题,运用VOF两相流理论对其篦齿封严进行数值模拟,分析篦齿的齿数、齿距、篦齿间隙、篦齿齿高、齿顶宽以及齿形角等结构参数对润滑油渗漏量的影响。结果表明:润滑油的渗漏量随齿顶间隙的增加而明显增大,当齿顶间隙在0.3～0.4 mm时,渗漏量增加趋势较为明显;齿距对渗漏量的影响较小,随齿距增大渗漏量小幅增大;渗漏量随齿形角的增大而明显降低,尤其在齿形角小于90°时;随齿顶宽度的增大渗漏量先增大后减小;随齿数的增大渗漏量降低,齿数为2～4时渗漏量降低明显,齿数高于4后变化趋于缓和。以篦齿渗漏量最小为目标,采用响应曲面法进行多目标参数优化,优化后润滑油渗漏下降了87.5%。     

内置永磁体的盘式磁流变制动器结构优化设计及仿真分析

为提高传统磁流变制动器制动性能及其安全性,提出一种内置永磁体的盘式磁流变制动器.阐述了内置永磁体的磁流变制动器工作原理,制动器在失电情况下,制动转矩在内置永磁体的作用下仍可维持一个安全值,一定程度上提高了制动器的防故障性能.对制动器磁路进行了分析,同时建立了制动转矩数学模型,利用ANSYS软件对其电磁场进行仿真.以制动器质量和制动转矩为优化目标,采用多目标遗传算法进行优化,得到Pareto最优解集,对其进行相关的赋权,得到制动器最优结构尺寸,对优化前及优化后的磁流变制动器进行对比,发现电流为1A时,制动转矩由80N ·m增加到105 N·m,提升了31.3％;同时制动器质量由5.4 kg减少到4.8 kg,质量减轻了11％.     

轻卡变速箱壳体有限元及试验模态分析

变速箱壳体出现破裂,对其进行理论分析。以某轻卡变速箱壳体为研究对象,在ANSYS Workbench12.0软件中建立轻卡变速箱壳体的有限元模型,通过对变速箱壳体进行有限元模态分析得到壳体的固有频率和振型。同时采用锤击法对其进行试验模态分析,获得壳体的模态参数。将有限元及试验模态分析的结果进行对比,验证了有限元仿真分析的正确性和可靠性,得到了变速箱壳体在低阶频率范围内各阶模态的动态特性,为变速箱结构的进一步改进提供了理论依据。     

内置永磁体的盘式磁流变制动器结构优化设计及仿真分析

为提高传统磁流变制动器制动性能及其安全性,提出一种内置永磁体的盘式磁流变制动器.阐述了内置永磁体的磁流变制动器工作原理,制动器在失电情况下,制动转矩在内置永磁体的作用下仍可维持一个安全值,一定程度上提高了制动器的防故障性能.对制动器磁路进行了分析,同时建立了制动转矩数学模型,利用ANSYS软件对其电磁场进行仿真.以制动器质量和制动转矩为优化目标,采用多目标遗传算法进行优化,得到Pareto最优解集,对其进行相关的赋权,得到制动器最优结构尺寸,对优化前及优化后的磁流变制动器进行对比,发现电流为1A时,制动转矩由80N ·m增加到105 N·m,提升了31.3％;同时制动器质量由5.4 kg减少到4.8 kg,质量减轻了11％.     

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。     

基于ADAMS的某SUV前悬架仿真分析及优化

为改善某款小型SUV汽车前悬架运动特性,通过测量前麦弗逊式悬架的关键硬点坐标参数,并运用CCD式四轮定位仪对初始车轮定位参数进行测定,从而在ADAMS/Car中建立了其多体动力学模型。对其完成了双轮同向激励仿真试验以及设计合理性分析,运用主要目标法针对主销内倾角确定了其六个主要影响因素并对横摆臂球铰中心点的y、z坐标参数进行了优化处理,使其得到明显改善,同时致使前轮前束角也得到了一定优化。结果表明,该悬架仿真分析及优化方法能够高效地提高悬架系统的整体性能表现。     

汽车主动空气循环控制机构壳体优化设计

针对汽车主动空气循环控制机构壳体应力集中和共振问题,采用变密度法的拓扑优化技术对壳体进行结构优化设计。建立控制机构壳体有限元模型,根据应力分析结果,以减轻质量为约束条件对壳体进行拓扑优化分析,得到壳体应力集中和表面材料富余位置。优化壳体过渡曲面,去除壳体多余材料部分,构建加强筋,对优化后壳体进行模态分析。结果表明:壳体优化后应力和质量都得到有效降低,且避免了与外部激励发生共振。     

壳体结构对激光器输出功率的仿真及实验研究

半导体激光器作为一种精密仪器,壳体结构对激光器工作时输出功率的稳定性至关重要。基于ANSYS Workbench软件对壳体进行有限元分析,得到壳体前8阶固有特征频率和相应振型,发现壳体薄弱环节。结合实验验证光路模块安装在壳体薄弱环节与非薄弱环节下,对半导体激光器输出功率的影响。仿真结果表明:壳体振型主要表现为整体与局部变形,薄弱环节主要分布在壳体几何中心位置处。实验结果表明:通过比较壳体不同位置下的实际输出功率,发现壳体薄弱处输出功率最大误差为10%,非薄弱处最大为4%。为后期优化半导体激光器的结构设计与提高其输出功率的稳定性提供参考。     

麦克弗逊前悬架参数灵敏度分析及优化

这里利用多体动力学理论，建立了麦克弗逊前悬架模型，并运用实验设计技术对麦克弗逊前悬架运动特性进行分析。实验设计技术使得我们很方便地找出对悬架系统性能影响最大的设计因子。运用优化设计技术，获得性能良好的悬架系统。     

摩托车座垫底板的有限元分析及形貌优化

建立摩托车座垫底板的有限元模型,对其进行静力学分析和模态分析。同时考虑到底板的静态多工况刚度问题和动态频率特性问题,采用线性加权方法将多目标问题转化为单目标问题,实现对底板结构多工况下的多目标形貌优化设计。优化后的底板获得了最优的加强筋布局,最大变形量减少52.2%,最大应力减少42.2%,一阶固有频率增加9.0%,静动态性能均得到显著的改善,达到了预期的优化效果。     

地铁车辆制动管路动应力分析及结构优化

地铁车辆转向架上制动管路是空气制动系统中的关键部件,制动管路的可靠性对列车制动安全至关重要.针对我国某条地铁线路制动管路断裂问题,通过试验和数值模态分析、振动和动应力测试,分析制动管路断裂的原因.提出增加管路壁厚、采用弹性管卡和增加管卡数量等三种方案对制动管路结构进行优化.采用频域结合时域的动应力分析方法对制动管路各优...     

轴向柱塞泵壳体的模态分析

应用有限元分析软件ANSYS Workbench对轴向柱塞泵壳体进行动态特性分析,并结合工程实际对分析结果进行评价,为轴向柱塞泵减振降噪提供参考。     

基于模态分析的挖掘机发动机罩结构优化

挖掘机发动机罩通常由薄板件与加强筋通过焊接而成。在发动机和路面的激励作用下,其薄板结构容易产生严重的振动响应,直接导致结构某些薄弱位置的变形、开裂等问题。利用HyperWorks软件建立了某型挖掘机发动机罩有限元模型,对其进行了模态分析,得到了其在自由状态下的前四阶固有频率及振型,并通过模态实验验证了仿真结果的准确性。依据实验与数值模态分析结果,对该发动机罩进行了结构优化。与原结构相比,优化后发动机罩刚度有所提高,典型振型的最大变形量大幅降低,其动态性能得到明显改善。     

有限元对火箭弹发动机壳体建模仿真分析

火箭弹发动机的外形结构的基本特点是相对厚度很小,长径比和孔的深径比都比较大,所以其部分相对厚度较大,类似于这种壁薄、细长的筒形件,对其强度要求是很严格的。针对发动机壳体薄壁细长的特点,文中利用了两种单元形式：壳单元和实体单元对简化的发动机壳体进行了数值仿真,壳单元中以实常数形式设定壳体厚度,实体单元相对增加厚度方向单元的数目,对比结果表明壳单元跟实体单元对发动机壳体强度仿真结果相近,由于壳单元大大减小了仿真计算量,所以壳单元可以作为薄壁细长结构仿真的优选单元。     

加速度传感器壳体结构的动力学特性分析

针对壳体结构的动力学特性限制加速度传感器动态工作性能的问题,对一种大gn值、高频响加速度传感器的壳体结构进行了动力学特性分析。在振动理论基础上,应用有限元分析软件ANSYS对壳体进行了动力学仿真分析,并利用振动台试验装置进行验证,结果表明壳体的固有频率低于传感器的上限工作频率。据此对壳体结构进行改进,使其动力学特性得到明显改善,提高了加速度传感器的动态特性。     

单闸板防喷器主壳体的有限元分析及结构优化

利用Ansys有限元分析软件对2SFZ14—21手动扁式单闸板试油防喷器的主壳体在额定工作压力和强度试验条件下进行了分析,得出了构件在受载后的应力分布及危险点,在分析的基础上对构件的几何结构进行了两次改进及优化,消除了构件上的应力集中点,降低了最大应力值,保证了设备的可靠性和安全性。