基于模态刚度和强度的岸桥金属结构轻量化研究

提出了基于模态、刚度和强度的岸桥金属结构轻量化设计方法,该方法在保证第一阶整体模态频率不降低、大梁最大变形不增大以及结构最大应力不超过允许范围内的条件下,以HyperStudy和ABAQus为工具,应用自适应响应面优化方法,进行尺寸优化设计,实现岸桥金属结构轻量化设计.该方法成功应用于某新型岸桥金属结构轻量化设计,最终在模态和刚度基本不变、结构最大应力仍在弹性范围内的情况下,减重14.2吨.     

基于模态和刚度的车门优化研究

首先运用试验分析技术和有限元分析方法对某乘用车车门进行模态分析,得到了车门固有频率和振型,并对比试验数据验证了有限元模型的准确性。然后对车门的侧向刚度、下沉刚度、扭转刚度进行求解。最后基于模态应变能对车门能量集中部位进行准确定位,并对车门内板下侧等部位进行了优化,提高了车门低阶模态、刚度值。取得了较好的优化效果,为车门的后续优化设计提供了指导。     

基于刚度和模态的某自卸车车架轻量化设计

利用有限元模态分析理论,分析了某自卸车车架的动态特性,结合车架模态试验验证了模型的合理性。在已验证的模型基础下求解了车架的弯曲和扭转刚度。进行灵敏度分析以确定有效的设计变量。以车架总质量为目标函数,以刚度和1阶固有频率为约束条件,建立轻量化优化模型。通过拉丁方试验设计方法选取样本点,运用径向基函数构造模型各响应的近似模型,采用遗传算法求解近似模型。获得的优化结果参数代入实际模型后结果表明车架总质量在满足刚度和1阶模态频率约束要求下下降了18.37 kg。     

基于FEM的车门结构轻量化研究

有限元法(FEM)在结构分析中有着广泛的应用.通过对某车型前门建立有限元分析模型,分析其刚度,得出车门原有结构方案刚度值相比设计目标值有较大富余的结论,由此提出两种结构轻量化方案:改进车门加强板结构和采用激光拼焊板.两种方案都有效地减薄了车门料厚,达到了轻量化的目的.     

某乘用车车门静态刚度与模态分析

为判断车门结构的合理性,针对车门在设计研发过程中存在刚度不足的问题,以有限元法为基础,结合相关试验标准,对车门的系统刚度特性和模态特性进行分析。分析结果表明,该车门自由模态频率、扭转刚度、侧向刚度和带线刚度在正常范围之内,下沉刚度不足,采用增加上下铰链加强板和窗框加强板厚度的方案,使下沉刚度有明显改善,有望给车门结构的设计及改进提供必要的依据和支撑。     

基于拓扑优化的拼焊板后背门轻量化设计

将拼焊板技术应用于汽车轻量化设计,提出了基于拓扑优化的拼焊板轻量化设计方法。通过SIMP(solid isotropic material with penalization)法拓扑优化确定分块数目以及焊缝线位置。再以板件厚度作为设计变量,利用序列二次规划法进行多目标优化。运用该方法对某SUV车型后背门进行了轻量化设计,在保证拼焊板后背门各种刚度和模态性能指标的前提下,达到了轻量化的效果。具有工程实际意义。     

基于刚度与模态分析的客车结构轻量化研究

利用有限元法分析了某半承载式客车车身骨架的刚度与模态.在此基础上,重点以整车状态下的车架为研究对象,进行灵敏度分析,通过选择有效的设计变量,在满足刚度和模态性能的条件下,以整车质量最小为目标函数进行了尺寸优化.最后通过对后排五人座椅处结构的调整,优化了该局部的受力模式,进一步减少了该处的下沉量,得到了符合设计要求的改进方案.     

电动轿车车门多工况轻量化设计

针对某电动轿车的铝合金车门,建立了有限元模型,对车门进行了模态分析以及4种较恶劣工况下的刚度分析,提出了一种基于拓扑优化、尺寸优化及多工况同步优化的综合优化方法。以车门重量最小化为目标,建立了优化模型,并对车门结构进行了轻量化设计。结果表明:该方法能准确寻找车门结构性能的薄弱区域,优化后4种工况下车门刚度提高67%~73%,重量仅增加5%。     

基于碰撞安全性的保险杠横梁轻量化设计与优化

提出了基于耐撞性能和行人保护性能的保险杠横梁轻量化设计要求,以某量产车型的保险杠系统为研究对象,对保险杠横梁进行轻量化设计。以质量最小为优化目标,采用中心复合试验设计和自适应响应面法对所设计的铝合金保险杠横梁壁厚进行了试验仿真优化。研究结果表明:所设计的铝合金横梁与原钢制横梁相比,在显著轻量化的同时有效提高了耐撞性能和行人保护性能。     

稳健性和轻量化在车门结构优化设计中的应用

目前多数的轻量化研究,通常基于尺寸、形状、位置等某一单方面的设计因素展开,而忽略了各因素之间的交互性。另外,设计变量在制造生产过程中不可避免的存在一定范围内的波动。针对现有车门产品,结合多种类的设计因素,并考虑设计变量的波动对产品性能的影响,采用试验设计方法构造高精度的响应面模型,结合多岛遗传算法、蒙特卡罗模拟技术,对车门结构进行6σ稳健性与轻量化改进设计。结果表明,本研究在减轻车门质量的同时显著提高了产品性能及性能的稳健性。     

基于轻量化改进的微型货车车身刚度验证

对微型货车车身进行了轻量化改进,使整车质量总共减少10.9 kg,利用有限元前处理软件对模型施加约束和力后,进行了整车改进前后弯曲刚度和扭转刚度计算对比,发现弯曲刚度下降1.28%,扭转刚度下降2.49%,都略有下降,强化路面实车试验后,性能良好。     

基于正面耐撞性仿真的轿车车身材料轻量化研究

以某轿车为研究对象,运用显式有限元理论,建立整车有限元模型,基于“汽车正面碰撞乘员保护设计规则(CMVDR294)”的耐撞安全性仿真,从满足整车正面耐撞安全性能的角度,分别采用高强钢和铝合金对车身主要覆盖件进行轻量化研究,使车身减质量分别达9.31 kg和53.10 kg,减质量效果达到11.30%和64.50%。对整车变形、整车与刚性墙的碰撞力、运动速度和加速度、主要零部件吸能等方面进行分析、评价,数值仿真验证了轻量化方案的可行性。     

基于Poly IIR方法的简支梁振动模态分析与研究

分析某振动试验台简支梁的振动模态,首先利用弹性体一维振动理论得到简支梁的振动数学模型。然后利用伯努利-欧拉梁理论计算得到了简支梁振动微分方程,对简支梁设定特定的边界约束条件计算得到各阶模态参数,利用Workbench有限元仿真分析得到简支梁前五阶固有频率与振型,最后用基于Poly IIR的实验模态算法进行了简支梁实验模态参数识别,得到了简支梁横向与扭转模态频率与振型,验证了仿真值与实验值的一致性,最大误差为3%左右,可以为后续梁、板等弹性体复杂结构EMA分析研究提供一定的参考。     

基于Gauss滤波和Hilbert变换的模态参数辨识算法

通过Gauss滤波和Hilbert变换相结合的方法,对柔性结构的模态参数进行了辨识。仿真计算结果表明,该方法可以十分有效地辨识出结构的相近模态参数,并具有较好的抗噪声性能。应用该方法,完成了空间柔性桁架结构的模态参数辨识,得到了比传统处理方法更接近理论计算结果的结构模态参数,能够有效地避免柔性结构参数辨识中的漏频现象,并具有高的辨识精度。     

基于支持向量机和模态频率的结构损伤诊断

支持向量机（support vector machine,SVM）是一种基于统计学习理论的机器学习算法,能够较好地解决小样本的学习问题。文中介绍支持向量机回归算法,并应用于结构损伤诊断领域;构造基于模态频率的损伤标识量,作为特征参数训练支持向量机实现对结构损伤的定位和程度标识;最后以梁的损伤识别为例进行验证。结果表明,支持向量机在结构损伤诊断领域中具有很好的应用前景。     

切削系统可变刚度结构及其颤振控制方法的研究

就电流变材料在切削颤振在线控制中的应用进行了研究,提出了几种用于控制镗削颤振的智能型颤振抑制装置.根据电流变材料的非线性振动特性和再生型颤振控制理论提出了切削颤振的变刚度控制方法.给出的仿真试验结果验证了该方法的有效性.     

车身扭转刚度匹配与可视化方法研究

目前的车身扭转刚度计算和评价方法反映的是车身整体刚度以及大梁或门槛的扭转曲线,无法评价刚度匹配特性和各区域对车身的贡献。针对这一问题,将各区域的应变能及应变能密度作为分析对象,提出基于区域贡献量的刚度匹配评价方法。同时,提出一种可视化方法,将区域贡献量数值可视化。将上述方法应用于某国产商用车,建立车身框架贡献量可视化模型并分析车身的刚度匹配特性。进行结构优化,优化后车身扭转刚度匹配更加合理。结果表明,通过贡献量可视化模型可以直观形象地分析评价刚度匹配特性和各区域对车身的贡献,指导车身结构刚度匹配设计。     

基于模态综合方法的叉车门架系统振动特性研究

采用Yee和Tsuei提出的直接部件模态综合法,将自由界面模态综合法与频响函数法相结合,在试验得到内、外门架振动模型基础上,建立内、外门架组装后门架整体系统振动特性的分析方法,编制MatLab程序计算门架整体的振动特性,分析门架系统各阶振型特点,并把数值仿真结果与试验结果做比较,误差最大达到2．5％。证实该方法在工程机械的整机或部件的振动特性研究中有实用价值。     

基于拓扑优化与灵敏度分析的公交车车身骨架轻量化

运用有限元思想,采用优化设计方法,对某客车公司12 m公交车车身骨架进行了轻量化研究。以建立的车身骨架有限元模型为基础,进行了水平弯曲、极限扭转工况以及自由模态的模拟,分析了骨架的静动态特性。以骨架的一阶弯曲频率、一阶扭转频率、弯曲柔度以及扭转柔度为约束条件,以体积最小为目标函数,对骨架进行了拓扑优化。以拓扑优化结果为依据,选取371组杆件为设计变量,对骨架进行了灵敏度分析。根据拓扑优化和灵敏度分析的结果,结合企业对定型产品的规定要求以及钢结构材料的国标标准,提出了车身骨架的轻量化方案,使骨架质量减轻了240 kg。与原骨架相比,新骨架保持了振动特性,强度性能明显改善,实现了客车车身骨架轻量化目标。