氢燃料电池客车车架动态特性分析与优化研究

以氢燃料电池客车车架为研究对象,首先应用HyperWorks建立氢燃料电池客车车架的有限元模型,然后对车架进行无约束模态分析,得到车架前十阶固有频率及振型,并对车架进行频率响应分析,得到车架高应力区域的动力响应与振动频率的关系曲线。最后,根据车架动态特性分析结果,对车架进行参数化优化设计。结果表明:经过优化后的车架减重4.09%,在扭转工况下的最大应力为169MPa,最大变形为6.37mm,车架强度与刚度得到提高。车架的固有频率可以避开主要外部激励频率,从而避免共振现象的发生。车架频响分析动力响应峰值整体减小,尤其当频率在68～71Hz时,接近车架的第十九阶固有频率,车架位移响应曲线几乎失去共振峰,车架抗振性能增强。     

轻型载货汽车减振技术分析及优化设计

对某轻型载货汽车产生的低频振动现象进行了试验分析及优化设计研究.在对轻型载货汽车振动测试分析的基础上,利用有限元仿真和拓扑优化技术对样车进行了固有频率分析和优化设计.通过对样车的振动测试及有限元分析,找到了轻型载货汽车产生低频振动的主要原因:车辆系统的1阶固有频率与车轮动不平衡引起的激励频率接近,导致了车辆系统的共振.分析及试验结果表明,通过优化车架的结构和匹配驾驶室橡胶垫块的刚度能够提高车辆系统的1阶固有频率,明显改善轻型载货汽车产生的低频异常振动现象,提高了车辆的乘坐舒适性.     

纯电动乘用车车架模态分析及结构强度分析

以某款纯电动乘用汽车为研究对象,基于Hypermesh软件,建立了车架的有限元模型。在Optistruct模块下提取了车架前十二阶的固有频率和振型,并利用LMS振动测试系统对车架进行了模态试验。通过对比两种分析结果,在验证车架有限元模型准确性的基础上,分析了车架的动态特性。针对车架满载弯曲和满载扭转两种工况,对车架进行了静强度分析,验证车架的强度是否满足正常行驶强度要求。为纯电动乘用车车架的结构设计优化提供了有益参考。     

农用三轮摩托车车架振动分析与结构优化

对某农用三轮摩托车车架的梁单元模型进行了强度、刚度和模态分析。在此基础上,以车架在极限工况下的强度、刚度和质量为约束条件,以主要梁管的截面尺寸为设计变量,以车架的第1阶固有模态频率为目标函数,建立了结构优化数学模型,并通过计算获得了最佳的结构截面尺寸参数,使车架在满足强度和刚度使用要求且不增加质量的前提下,提高了第1阶固有频率,改善了农用三轮摩托车的振动特性,从而为其车架结构的改进提供了理论依据。     

SA-PSO算法在动力吸振器参数优化中的应用

针对某7座中型SUV在2档节气门全开工况下存在的噪声问题,采用噪声振动测试和有限元分析相结合的方法进行分析,发现在214Hz频率附近存在明显的共振带,且在四阶次激励下尤为明显。该共振带频率与副车架二阶模态固有频率接近,需消除此共振带,降低车内噪声;采用副车架上加装吸振器的方案,使副车架二阶模态避开该共振频率。引入模拟退火算法与粒子群优化算法相结合对动力吸振器进行参数优化。采用优化参数设计了一款动力吸振器并进行仿真验证及实车安装,经验证所设计的动力吸振器消除了214Hz共振带,明显地降低车内噪声。     

重型货车车架模态分析与优化设计

运用有限元分析软件ANSYS对某重型货车车架建立了参数化有限元分析模型,对处于自由状态下的车架进行模态分析,计算出车架前10阶固有频率和固有振型,将模态分析结果与汽车受到的激励频率作对比,分析了车架在外部激励作用下可能发生共振的情况,利用ANSYS进行以提高第5阶固有频率为目标的优化设计,使车架具有更好的动态特性。     

基于ANSYS的FSC赛车车架分析与优化

车架是空间桁架式赛车的主要承载体,强度和刚度是车架设计的主要目标。分别运用CATIA和ANSYS对车架进行建模和静力学分析。分析结果表明,车架强度和刚度符合设计要求。通过模态分析算出各工况下车架固有频率。分析结果表明,车架在怠速工况下的固有频率均与赛车其他部件固有频率重叠,会产生共振。根据分析结果对车架结构进行优化,优化后对车架进行分析,得到车架强度和刚度符合要求,在各工况下不与路面激励或赛车各部件产生共振。     

基于有限元分析的小型石油钻机拖挂机构优化设计

以小型石油钻机拖挂机构的车架作为研究对象,利用ANSYS软件进行车架的有限元建模,分析了车架的静力学特性及振动特性,得出车架的应力集中点以及车架的各阶振型和固有频率。利用有限元分析的结果,在满足车架最大应力的基础上,分别进行了基于应力上限的结构尺寸优化,以及基于最小变形的位置尺寸优化。优化结果表明,通过结构尺寸优化,可以得到最车架的最小质量,实现机构的轻量化。同时,通过位置尺寸优化,实现共振不可避免条件下的变形最小目标。     

四座纯电动巡逻车车架有限元分析

采用SolidWorks软件建立车架三维模型,借助于ANSYS软件建立以体单元为基本单元的车架有限元模型.在此模型基础上,进行有限元静力学分析和模态分析,获得车架在弯曲工况和扭转工况下的最大等效应力和应变,以及其前10阶固有频率和振型.结果显示:电动巡逻车车架结构满足材料的强度和刚度要求,但其l阶固有频率和地面的激励频率接近,车架与外激励易产生共振,需采取措施提高车架低阶固有频率.对双主纵梁结构的车架进行模态分析,通过对比改进前后车架的低阶固有频率,为车架优化设计提供了理论指导.     

某疏浚车副车架结构有限元分析

为了验证副车架设计模型的合理性,基于ANSYS Workbench软件对某型疏浚车的副车架进行了结构静强度有限元分析和模态分析。根据副车架工况确定副车架的载荷,建立副车架有限元模型进行有限元分析和模态分析,得到副车架恶劣工况下的应力情况和前6阶固有频率。分析结果表明:副车架的最大应力没有超过材料许用应力,固有频率均不在共振范围内,设计合理。     

前副车架振动特性分析及其优化设计

为了解决某SUV在高速时产生的振动与噪声问题,基于前副车架有限元分析模型和自由模态计算对其进行振动特性分析,获取其低阶模态频率及其阵型,分析结果表明其第1阶扭转频率处于发动机激励频率范围之内,将引起前副车架产生共振,从而产生剧烈振动和噪声。基于霍克-吉维斯直接搜索法对前副车架的料厚进行优化设计,得到了各个零部件最优的厚度值,分析结果表明优化之后其前4阶模态频率均有所提高,并且均处于发动机的激励频率范围之外,能够避免发生共振,满足模态设计要求。对前副车架的优化方案进行模态试验,试验结果表明其模态频率及其阵型的测试值与仿真值基本一致。整车道路试验结果表明优化之后前副车架的振动明显减少,最终成功解决了该故障问题。     

校车底盘车架结构静动态特性拓扑优化设计研究

针对一款城市专用校车底盘车架结构一阶固有频率偏低的问题,研究了其拓扑结构与静动态特性之间的关系,提出了基于静动态特性的校车底盘车架结构多目标拓扑优化设计方法,即以多工况下的底盘车架结构静态刚度和一阶固有频率最大为目标函数,以拓扑区域体积比为约束函数,建立其结构拓扑优化模型,利用Hyper Works的Optistruct软件对底盘车架结构进行多目标拓扑优化设计,结果表明,优化设计的底盘车架结构在静态刚度保持不变的前提下,其动态一阶固有频率提高了34.6%,较好地解决了校车底盘车架动态特性较差的问题。     

基于ANSYS的共振破碎机车架的有限元分析

车架是共振破碎机重要组成部分,是整个车辆承载基体,因此车架在载荷作用下的强度和动态特性设计须满足共振破碎机工作时的工作要求。对车架的承载进行了分析,通过有限元软件ANSYS对车架结构进行强度和模态分析,得到车架在载荷作用下的应力应变图和车架的固有频率、振型图,结果表明设计的车架满足共振破碎机工作时的强度和频率要求。     

履带式沙滩清洁车车架模态分析

基于CREO建立车架的三维结构模型,利用ANSYSWorkbench的Modal模块对车架进行模态分析。分析结果表明,车架振动以弯曲振动为主,振动区域主要集中在车架前部。车架固有频率都大于发动机怠速激励频率和路面激励频率,但是第一阶模态频率接近发动机怠速激励频率,可能引发共振。为了改善车架的模态性能,对车架进行改进,结合模态分析结果,可知改进后的车架模态性能得到改善。     

40t矿用车车架结构设计及特性研究

车架是汽车的关键承载部件,其强度直接影响整车的使用性能。利用Pro/E软件建立矿用自卸车车架的简化三维模型,分析车架在弯曲和扭转工况下载重40 t时的应力、位移分布情况。通过对车架进行静态分析,找出应力集中点和容易产生疲劳失效的部位,校核该车架强度。进一步对该车架进行模态分析,得出车架的固有频率和振型特征;通过谐响应分析得出在激励频率下的共振区域,为提高车架结构固有频率,增加结构刚度,为避免发生共振提供依据。结合所有分析结果,对车架薄弱部位提出合理的改进方案。     

摩托车车架结构动力优化设计

应用MSC.Nastran对某型摩托车车架结构的动态特性进行研究,将其计算结果与试验模态分析结果做比较,验证车架有限元模型的准确性.然后从引起摩托车振动的两个根源(路面激励和发动机激励)出发,着重从发动机激励方面考虑,通过对车架结构进行动力优化设计,有效地避免了摩托车常用工况下车架前几阶固有频率与发动机的一、二阶惯性力频率一致引起的摩托车共振问题,从而改善摩托车的动态特性,提高摩托车的乘坐舒适性和耐久性.     

某型号电机底座模态分析及固有频率的优化

为计算某型号电机底座的固有振动频率,研究其共振特性,利用Lanczos 法对其进行模态分析,得到了前6阶固有频率及振型。在此基础上,运用Hyperworks软件的Optistruct模块,对底座结构的固有频率进行优化。优化结果表明,此方法能有效提高底座的1阶固有频率,从而避开谐振区,抑制电机与底座之间发生共振。     

混凝土水力破拆机械臂有限元分析及结构优化

以混凝土水力破拆机械臂为研究目标,运用SOLIDWORKS和ANSYS WORKBENCH对机械臂进行有限元仿真分析,研究机械臂的振动特性,指出结构中薄弱部位,并提出优化方案,比较优化前后应力、形变云图和模态振型图,结果表明:机械臂的整体刚度、强度得到提高,应力、形变明显降低,同时机械臂的一阶固有频率提高明显,有效避免了破拆作业中共振现象的发生,同时模态分析结果为抑制机械臂振动提供了参考依据。     

不同激励作用的铰接式车辆车架动态特性分析

铰接式车辆车体结构复杂,需要对车体的固有特性进行分析,防止在运行中不同激励作用下出现共振现象.针对整车在正常行驶工况下的受力情况进行分析,获取车体结构振动基本方程;基于有限单元法建立车架有限元分析模型,分别获得前车体、后车体的前八阶固有频率和振型;分析路面激励和发动机激励对车体动态特性的影响,对车体的动态特性进行评价;基于车体激励试验台,分析路面激励、发动机激励等对车体振动的影响,以检验设计的可靠性.结果 可知:前车体固有振型主要是1个或几个部分振动为主的局部振动;前车体的前8阶弹性模态频率分布在(30～66)Hz范围内;后车体的前8阶弹性模态频率分布在(14～51)Hz范围内;前车体的一阶频率为30.85Hz,后车体的一阶频率为14.15Hz,高于路面的激励频率范围;前车体的(1～4)阶固有频率低于发动机怠速时的频率,(5～8)阶高于发动机的怠速时的频率(40Hz),不会引起共振;质心位置振动变化在三种作用形式下均未出现明显的激振情况.在激励作用下,振动幅度较输入激励略低,主要由于车辆减震器的作用,吸收了部分激励.表明设计是合理,分析过程可以作为此类研究的参考.     

全地形车车架的动态性能分析与减振研究

通过建立全地形车车架的有限元模型,进行模态分析,得到车架振动的固有频率,结合发动机的运行特性,分析其振动对车架动态性能的影响,并由谐响应分析得到车架各部位的振动情况,提出避免发动机与车架共振的方案,分析计算得到橡胶减振器的参数,对比减振前后的车架位移响应幅值,结合道路试验证明了该减振方案的合理性。