基于网格的产品异地协同设计平台

为了更好的共享企业设计资源,提高产品的设计效率,提出了基于网格的协同设计平台(GCD)的概念.通过开放网格服务框架(OGSA),建立了GCD的体系结构.分析了GCD的协同模型以及支持纵横向协同的产品设计模式,并采用XML技术文档对网格资源进行描述,利用GT4.0实现GCD中的服务,并基于Web开发了GCD的相关门户实例.该技术能为分布在异地的设计人员提供高级的网格服务,从而最大程度地实现资源共享和协同工作,为产品异地协同设计的实施提供了新的解决思路和方法.     

基于虚拟技术的汽车车身耐撞性研究

运用虚拟试验软件对汽车车身侧面进行耐撞性虚拟试验,通过虚拟试验来再现汽车车身侧面的变形情况.通过对虚拟试验与实车车身侧面耐撞性试验结果的比较分析,从而验证对汽车车身侧面进行耐撞性虚拟试验结果的有效性,为我们从理论上分析汽车车身耐撞性提供依据.     

基于有限元法的矩形薄壁梁轴向耐撞性能优化

矩形薄壁空心直梁是汽车纵梁经常采用的结构形式,并且是承受正面碰撞的主要部件,其结构的耐撞性及碰撞吸能优化是现代汽车研究的重要内容.以矩形薄壁梁为研究对象,基于动态有限元分析模型,利用LS-DYNA软件中的OPT模块技术,研究矩形薄壁梁横截面的边长比变化对其耐撞性能的影响,对薄壁直梁在轴向冲击载荷下的耐撞性能进行了优化仿真.优化结果表明,当矩形两个边长的比值为0.6时,结构的碰撞力峰值最小,吸收的塑性变形能最大,具有最好的耐撞性能.     

基于空间收缩回归的汽车耐撞性优化

选择汽车正面碰撞耐撞性为优化目标,结合最优拉丁超立方样本点设计、RBF模型以及NSGA-Ⅱ多目标优化对设计变量进行优化。为了加快目标值收敛速度并寻求可能存在的初始设计域之外的最优解,引入空间收缩回归法在迭代过程中对设计域进行动态更新。优化迭代过程最终收敛到一组最优解,使得在未增加车身总质量的条件下提升了车身正面碰撞耐撞性。通过与有限元模型计算结果进行对比分析,验证了该方法具有收敛速度快和寻优精度高的特点。     

电动汽车正面碰撞结构耐撞性分析及优化

针对某电动汽车前机舱吸能不足,前纵梁后端抗弯性能薄弱等问题,参照法规及C-NCAP要求,运用Hypermesh和LS-DYNA软件建立了全宽正面碰撞有限元模型,并对该电动汽车前机舱进行了耐撞安全性分析.采取了“改变前纵梁内部加强板的位置、并改变相应焊点”的优化措施,对优化前后的机舱吸能、刚性墙撞击力、车身加速度、前纵梁抗弯性能等进行了比较.仿真计算结果表明:在几乎没有增加成本的前提下,该结构在优化后碰撞吸能提高3.5％,刚性墙撞击峰值力降低11.73％,峰值加速度降低3.8％,左纵梁后端抗弯能力提高28.6％,右纵梁后端抗弯能力提高4.7％,实现了良好的优化效果.     

基于响应面法的汽车车架耐撞性优化

利用响应面法对非承载式车身的前车架进行零件厚度的优化,在限制加速度最大峰值及总质量的情况下最大化吸收动能。针对零件数目较多的情况,采用两步构造响应面进行变量筛选、优化的方法,首先对所有零件构造较为粗糙的响应面模型,用以筛选出关键零件及非关键零件;然后对关键零件构造较为精细的响应面,在此基础上对其进行尺寸优化。对加速度采用径向基函数(radial based function,RBF)响应面,有效提高响应面的精度。采用正交设计和均匀设计的方法选取试验点,能用较少的试验点构造出满足要求的响应面。结果表明,该方法对汽车车架的耐撞性能优化具有明显的效果,同时计算代价较低。     

基于耐撞性拓扑优化的汽车关键安全件设计

将耐撞性拓扑优化方法应用到车辆实际开发过程中,阐述了基于LS-DYNA显式有限元算法的耐撞性拓扑优化方法,并给出其迭代求解的数学模型。结合该方法,对某车辆的门槛梁进行40%偏置碰撞和侧面碰撞的并行拓扑优化,根据优化结果的材料分布情况进行了工程诠释。在整车碰撞有限元模型中对工程诠释结果进行了验证,结果表明：耐撞性拓扑优化方法行之有效,且拓扑优化结果使得车辆的碰撞性能有一定的提高。     

基于耐撞性的汽车多腔结构吸能盒轻量化设计

为了在保证耐撞性的前提下实现汽车吸能盒的轻量化,通过有限元碰撞仿真对比确定了符合要求的吸能盒结构,并采用基于近似模型的优化方法获得了性能最优的多腔结构吸能盒设计方案.首先建立了多种截面形状吸能盒的有限元模型,使用有限元软件进行了碰撞仿真分析.通过对单腔结构吸能盒与不同截面的多腔结构吸能盒的碰撞性能进行评价与决策,确定了...     

基于热成形技术和耐撞性汽车B柱轻量化设计

B柱是汽车侧面碰撞重要的承载结构件,热成形技术作为先进的集工艺和材料于一体的技术,在汽车B柱上的应用越来越多。针对B柱进行热成形钢轻量化设计;根据高强钢减薄强度等效经典公式,从能量角度推导出新的强度等效公式,并根据工程应用对公式进行合理修正;基于修正后的强度等效公式,对汽车B柱原材料进行热成形钢替换设计,对零件的成形性和吸能特性进行对比分析,根据分析结果采用整车侧碰试验对轻量化效果进行验证,以验证方案的可行性。结果可知：根据强度等效原则,并补充了安全系数因子,考虑替换前后钢材料在材料参数因素、残余应力、尺寸偏差和屈强比因素的影响,修正了车身零件的材料强度等效减薄公式;对1500HS材料进行厚度设计,实现零件的材料-工艺-性能的最佳匹配,保证成形性和安全性的前提下,实现材料厚度由2.2mm降低到1.6mm,重量由原来的4.5kg降至3.2kg,轻量化减重达27.3%;基于C-NACP侧面碰撞分析工况,进行仿真和试验测试,结果表明优化前后均可以满足五星标准限值要求;同时试验与仿真误差4%以内,表明分析结果的可靠性。     

基于非线性拓扑优化的汽车变厚度保险杠耐撞性设计

结合非线性拓扑优化方法和连续变厚度轧制技术对汽车保险杠横梁进行了耐撞性设计。推导了基于板壳厚度插值的非线性吸能灵敏度公式,并把灵敏度约束在轴向与周向上。应用该方法对三点弯工况下的保险杠进行优化设计,最终确定了保险杠的厚度分布。优化结果表明,等质量情况下,对比均匀厚度的保险杠,具有连续变厚度（TRB）结构的保险杠吸收能量值平均提升了近30%。     

虚拟样机技术在汽车音响设计中的实践

论述了虚拟样机的概念并给出了汽车轻量化虚拟样机系统的单元模块组成及功能框架,以汽车音响音量调谐及四位选择系统性能仿真及光照模拟为例,介绍了在虚拟样机系统支持下实现开发汽车音响时如何去实现一体化建模、分析和评价等。应用CATIA软件建立导光板及其部件的三维模型,应用ANSYS软件对其进行强度分析,在虚拟样机平台的数据库中调用材料的物理属性,经计算可知导光板及其部件满足强度要求;应用SPEOSCAAV5软件对音量调谐及四位选择系统进行光照模拟,结果表明光照设计方案满足了光照灰度及均匀度的要求。实践表明,虚拟样机能够对汽车产品开发过程提供有效的技术支持。     

120km/h快运轨道平车转向架设计及有限元分析

提出了120km／h快运轨道平车转向架方案，进行了转向架构架的有限元分析，结果表明其强度和刚度能够满足转向架快速运行的要求。     

基于Microsoft.NET的有限元应用网格门户研究

为了实现Microsoft．NET平台下分布式有限元分析资源共享和集成,在对有限元应用网格门户基本要求分析的基础上,提出了三层结构的有限元应用网格门户总体框架,并详细分析了其功能和结构。为了实现该框架模型,给出了基于用户角色和身份验证可信度的网格门户安全访问机制,分析了网格作业管理器工作原理并提出了实现方案,给出了基于OGSI．NET网格服务容器实现ANSYS有限元网格服务的方法。网格门户框架和实现方法研究的成果为有限元网格门户的深入研究提供了基础,将促进下一步的网格门户开发。     

汽车座椅骨架的拓扑优化研究

针对汽车座椅骨架质量较大的问题,对座椅骨架的结构、人机工程学、拓扑优化方法、镁合金的特点及加工方法进行了研究.根据人机工程学以及座椅的基本要求对座椅坐垫进行了拓扑优化设计;结合镁合金材料特点及压铸加工要求对座椅骨架进行再设计;最后应用ANSYS对改进后的座椅进行了静力学分析.研究结果表明,优化后的座椅骨架比优化前的减重20％,优化后的座椅骨架满足座椅静强度要求;从而说明该拓扑优化方法可用于座椅骨架的结构设计,同时得到了新的座椅骨架模型.     

基于Ansys Workbench的往复吊厢吊杆网格无关性分析

有限元技术在工程设计领域的应用十分广泛。在有限元计算中,网格的细密程度直接影响计算结果的精确性。文中介绍了有限元分析中获得网格无关解的必要性,并以某型往复式索道中的吊厢吊杆为例,介绍了Ansys Workbench中常用的一些网格划分方法,验证了计算结果的网格无关性,为同类问题的分析计算提供参考。     

协同设计在摩托车行业的研究与应用

阐述了在当今制造企业设计方面的需求,介绍了整车厂与配套厂之间利用基于协同平台模式的协同设计服务平台进行产品开发的应用模式,图解说明了企业之间进行交互协作的业务流程;概述了协同设计平台的功能设计以及平台开发的技术架构。     

轿车车身强度的有限元分析

在现代轿车车身设计中,强度和刚度分析始终贯穿于车身结构设计的整个过程,对轿车车身的诸多方面都有很大的影响.对车身进行了强度分析,采取先对整车在特定的工况下进行多刚体动力学分析,然后把车身在动力学分析中受到的峰值载荷传递到车身有限元模型,从而显著地降低了有限元分析中的软硬件条件的要求,在保证精度的前提下提高了分析效率.     

先进CAD技术在汽车车身设计中的应用

采用先进的可视化设计CAD造型软件，完成了整体车身426个内、外覆盖件及骨架类零件的造型；基于新车身开发的继承性特点，采用参数化设计的方法，可快速实现基本车型向新开发车型的转变，从而大大提高了设计效率。     

高速列车车体结构设计及强度分析

根据高速客车车体结构的特点,设计出二等车的拖车车体。为降低车体的重量和提高车体的抗压能力,车体的钢结构采用大型中空挤压铝型材;通过刚度等效法建立车体等效模型,并对其进行有限元分析,详细分析其主要结构的应力;通过对垂向载荷工况、纵向拉伸载荷工况、纵向压缩载荷工况、气动载荷工况的分析计算,得到了车体钢结构满足强度和刚度的要求、强度薄弱部位主要表现为局部应力集中的结论。解决应力集中问题不应通过加大构件断面尺寸,而应采用降低应力集中的结构措施或局部补强,并提出了设计改进意见。     

轿车参数化分析模型的构造及应用研究

给出了基于三箱式轿车结构共性的参数化分析模型,并根据车身概念设计的流程和特点构建了概念设计阶段的车身开发平台,实现了轿车参数化分析模型和车身开发平台的信息集成,使设计人员可以在统一的操作环境下基本实现对汽车车身概念设计过程的控制。系统实现了车身早期开发CAD与CAE的集成,提高了结构方案选择的效率和结构设计的可靠性。