大客车车身结构多工况综合优化分析

建立了某半承载式大客车车身骨架结构的有限元模型,基于NASTRAN软件平台进行3种工况下的截面尺寸综合优化,确定了最优的综合优化方案. 通过分析校核可知,采用结构综合优化方法,可以在确保大客车车身刚度、强度和模态等性能指标的前提下,实现结构多工况优化分析和车身结构的轻量化.     

某轿车车身正面碰撞安全性能优化

针对"汽车车身安全性能指标改进"的项目要求,利用有限元碰撞仿真技术,通过田口方法(DOE)和自动型面优化方法(morph)分析正面碰撞中车身结构存在的问题,完成结构优化,达到改进车身安全性能的目的。通过此方法可为解决车身的碰撞安全性能提供参考,提高工作效率。     

碳纤维复合材料汽车后排座椅优化设计

汽车座椅是汽车的主要零部件,运用复合材料进行座椅骨架设计具有积极意义.使用HyperWorks软件中复合铺层优化的方法对汽车后排座椅骨架铺层结构进行优化,针对靠背骨架、坐垫骨架和背板采用复合材料多阶段联合优化方法(自由尺寸优化、层叠尺寸优化和层叠次序优化)求解最适合的铺层方案,并进行强度校核.根据国家标准进行行李箱冲击试验仿真,分析座椅安全性.结果表明,结构优化后的模型相对于原铺层质量减轻13.6％,且完全满足行李箱冲击试验的强度要求,为复合材料后排座椅行李箱冲击试验提供参考.     

SUV白车身隐式参数化建模及多性能优化轻量化

SUV白车身的结构形式、载荷形式等与三厢式轿车白车身不同。为了实现某SUV白车身结构的自动快速轻量化设计,建立了该SUV白车身隐式参数化模型。首先利用相关性分析方法分析预先给定的90个位置、形状及厚度等设计变量对车身结构刚度的影响,筛选出具有轻量化潜力的设计变量。然后对筛选出来的30个设计变量进行多性能优化设计,最终取得了良好的轻量化效果。研究结果表明,隐式参数化建模方法及基于相关性分析的多性能优化轻量化设计方法可以应用于SUV车身结构轻量化设计,具有较好的工程指导意义。     

地铁座椅结构分析与轻量化优化方法

地铁座椅的轻量化设计对于降低地铁车辆成本、节约原材料和能源消耗具有重要意义．针对某地铁座椅的轻量化设计要求,提出了一种有限元分析与试验验证相结合的轻量化优化方法．首先,采用有限元分析软件ANSYSWorkbench对地铁座椅结构进行了强度分析,在此基础上提出了轻量化优化方案,并通过有限元分析初步验证了轻量化优化后的座椅结构满足强度要求．其次,以实际加工好的地铁座椅为试验对象,模拟实际工况,设计并实施了静载试验和动载试验．试验结果一方面检验了有限元计算分析结果的有效性,另一方面进一步验证了地铁座椅结构轻量化优化的合理性．通过探讨有限元分析与试验验证相结合的方法在地铁座椅设计中的应用,为地铁座椅轻量化设计提供了一种快速、有效的现代设计手段．     

基于局部搜索和整体优化的客车杆件截面参数正向设计

首先建立了局部一维搜索方法,以客车车身线框模型与型钢截面库为基础,通过截面库优化排序、杆件局部模型一维搜索以及局部-整体迭代等优化步骤,得出一个满足多工况强度要求的车身结构杆件截面尺寸下限。然后通过灵敏度分析选择关键杆件,利用多目标遗传算法NSGA-II对选定杆件的截面尺寸在截面库的范围内进行优化,以提高整体刚度及模态性能。最后在某承载式客车车身杆件截面优化设计中,将该方法的优化结果作为设计输入,结果表明,车身结构的最终方案具有明显的轻量化效果。     

冲压工艺对车身构件强度的影响

采用成形模拟、试验测试和结构分析相结合的方法对车身构件在冲压成形过程中产生的板料厚度减薄、冷作硬化问题进行了研究。得出成形过程中,板料屈服极限的提高对车身构件强度的强化作用要远大于板料厚度减薄对强度的削弱作用。本文研究结果可以为车身结构优化及轻量化设计提供更加精确的参考数据。     

爆炸冲击载荷下车身结构变形特性及安全防护研究

基于爆炸冲击波毁伤原理,采用CONWEP法,在Hyper Mesh软件中建立了车辆侧面爆炸冲击的有限元模型,对车身总体及保证乘员安全的关键零部件进行仿真分析。结果显示车身变形较大,吸能效率较低,存在结构型式和强度分布不合理等问题。针对发现问题分别从车身封闭性结构、车身强度布置和吸能结构等方面提出了改进方案并重复仿真。综合变形与吸能来看,各关键部件的侵入量均减小了23.84%以上,各关键部件吸能效率也提高了4.10%以上,改进结果表明车身防护能力与冲击吸能效果得到提升。     

基于拓扑和尺寸组合优化的ATV车身轻量化研究

针对车身结构在概念设计阶段出现的拓扑优化结果不连续,结构优化设计周期时间长等问题,基于optistruct优化软件,提出一种拓扑和尺寸组合优化模型.该模型可以同时进行尺寸优化和拓扑优化设计,得到车身蒙皮优化尺寸和最优的车身骨架加载路径,同时缩短了结构的概念设计阶段的设计周期.以ATV车身的结构优化设计为研究对象,对比优化前后的分析结果,在不降低结构性能的前提下优化后的结构减重105.5kg,验证了该方法的可行性.     

基于构件内力优化的车身结构轻量化设计

针对细长杆件的轴向承载能力要远大于其他非轴向的承载能力的特性,提出了基于构件内力优化的车身结构轻量化设计理念。从构件受力合理的角度来实现客车车身骨架轻量化,即通过对整车结构的力流分析,得到车身结构整体及主要构件受力特性,找出整车骨架中的高应力及低应力区域。进一步对高应力或低应力杆件的内力成分和应力成分进行分析。在保证强度的基础上,从结构受力合理的角度出发,挖掘整车轻量化的潜力。最后结合某款全承载式客车进行了相应的轻量化设计,在降低结构最高应力的前提下实现减重220kg。     

汽车车身结构碰撞性能的计算机模拟,评价与改进

汽车车身结构的碰撞性能直接关系到汽车的被动安全性指标。本文从轿车改型设计中提出的具体要求出发，建立了国内第一个用于碰撞分析的整车车身结构的有限元模型，同时按照车身碰撞性能的评价目标，得用计算机模拟技术对车身局部结构进行了优化和改进。     

联合收割机剪式座椅静力与模态性能分析

以国产某联合收割机的剪式座椅为研究对象,使用CATIA软件对座椅进行三维建模,将座椅模型导入ANSYS Workbench软件进行静力分析和模态分析,判断是否满足设计要求。静力分析结果显示,座椅在2种不同的载荷受力下受到的最大应力均小于材料的屈服强度,整体强度符合设计要求。模态分析结果显示,座椅的前六阶固有频率避开了人体的敏感频率,保证了驾驶员的工作舒适性,为联合收割机座椅的结构设计及优化提供了理论基础。     

基于空气动力学汽车车身优化改进研究

基于整车参数建立车身和风洞的三维模型并进行网格划分,建立车身空气动力学的有限元模型.采用k-ε湍流模型,利用耦合式求解器对车身进行外流场的仿真分析,得出影响车身外流场的汽车结构性能参数.对影响车身气动性变化的结构因素进行仿真分析,并以此为依据对原始车身模型进行气动造型优化.对改进的车身进行仿真分析,结果显示气动阻力和气动升力都有所降低,验证改进方法的有效性,为汽车车身的优化研究提供新的参考方法.     

基于多学科优化设计方法的白车身轻量化

建立某国产轿车的整车有限元模型,依据侧碰法规及NVH性能要求对白车身结构进行了多学科集成优化设计。根据侧碰及NVH仿真结果,选取白车身关键零件的板厚及材料为变量,以白车身质量和刚度为目标,以侧碰加速度及侵入量为约束条件,建立了白车身刚度径向基函数(RBF)神经网络近似模型及侧碰二阶逐次替换的响应面模型(Stepwise-RSM),利用模拟退火算法进行了多目标优化,在保证了车辆的安全及NVH性能的前提下使白车身质量下降了15.7 kg。     

基于台架试验的动车组3人座椅整体分析

按有限元分析的标准,对动车组3人座椅的几何模型进行简化,确定材料属性及载荷工况,建立了有限元模型.根据企业要求和试验规范,利用有限元法对动车组3人座椅进行结构强度分析,并对结果进行讨论,提出了3人座椅的改进建议.     

汽车座椅的轻量化设计

为了分析汽车座椅的安全性,对某车型座椅建立有限元模型并进行轻量化设计.参照国家标准GB 15083-2006中的座椅试验规范施加载荷和约束,计算座椅强度并提出轻量化设计方案.通过合理的优化目标和约束变量得到座椅轻量化尺寸,经再次分析计算,验证了座椅轻量化后的强度完全满足国家标准的要求,轻量化设计的座椅质量减重11.2％.     

风雨环境下汽车空气动力学性能分析

为了研究风雨环境对汽车空气动力学性能的影响，本文基于Euler-Lagrange方法建立风雨环境下汽车空气动力学模型，采用M-P(Marshall-Palmer)雨滴谱对雨滴降落进行数值模拟。基于风-雨双向耦合算法进行风场和雨滴迭代模拟，开展不同侧偏角，不同降雨强度条件下汽车空气动力学特性研究。计算结果表明，当侧偏角相同时，车身迎风侧所受正压、车身表面的雨滴浓度及单位时间内降落至车身的雨滴质量均随着降雨强度的增大而增大，且雨滴降落位置主要位于前车窗附近，汽车的气动阻力系数随降雨强度的增大而增大；当降雨强度相同时，汽车的气动阻力系数随侧偏角的增大先增大后减小，而侧偏角的增大或降雨强度的增大，均会导致汽车的气动性能恶化。该研究为车辆安全行驶提供了理论依据。     

弹射座椅姿态控制算法研究

研究了一种基于"H"形火箭包的弹射座椅姿态控制算法。介绍了分时控制策略下,座椅姿态模糊控制算法的设计与实现。在Matlab/Simulink平台上根据不同弹射状态进行了仿真,分析了控制算法对座椅弹射高度的影响,比较了该座椅与俄罗斯K36D-3.5A座椅和美国ACES II座椅在最低安全高度上的差异,并按国军标1800A-2007规定的120种弹射状态进行了该座椅性能与国军标规定值的对比研究。仿真结果表明,基于"H"形火箭包的弹射座椅姿态控制算法能够有效改善低速不利姿态下弹射座椅的救生性能,证明了新算法具有较高的可信性和实用性。     

基于ANSYS的某客车车身骨架的有限元分析

采用ANSYS软件对某客车车身的振动特性进行了分析,建立了该车车身的实体模型和有限元模型,通过对几种不同典型载荷下车身结构的强度、刚度校核及分析,提出了对该客车车身骨架进行结构设计的理论依据.     

基于NSGA-Ⅱ算法的爬楼轮椅座椅调节机构多目标优化

爬楼轮椅的座椅调节机构为一新型两自由度交叉四连杆机构,为了降低其动作过程中座椅所需驱动力矩即力矩性能,提高使用者的舒适性即舒适性能,增大座椅的工作空间即工作性能,需要对机构进行优化.由于机构杆件尺寸对上述性能会产生影响,为了得到最优的尺寸参数,对其进行运动学和动态静力学分析,建立了各性能与机构尺寸之间的函数关系,从而构建了机构尺寸参数的多目标优化数学模型,并采用NSGA-Ⅱ遗传算法得到了Pareto最优解,从中选取5组可行方案进行比较分析,最后利用Matlab将优化前后仿真结果进行比较发现,优化后的座椅调节机构具有更好的动态性能.