三轮摩托车车架优化设计研究

应用有限元方法,建立了某款三轮摩托车车架的梁单元分析模型,应用MSC.Nastran软件,模拟了车架在极限使用工况下的应力分布情况。在此基础上,以车架的强度为约束条件,车架管梁的截面尺寸为设计变量,车架质量最小为目标函数,基于专业优化软件HyperStudy建立了结构优化的数学模型,并进行了优化计算,从而获得了最佳的结构截面参数,使车架在满足约束条件的前提下,达到了质量最小的效果,有效地降低了成本。     

基于OptiStruct的摩托车车架结构优化

应用Hypermesh软件建立摩托车车架有限元模型,模拟摩托车三种常见工况,对车架的强度和模态进行有限元分析,并在此基础上,以车架主要构件截面厚度为设计变量,车架强度和模态为约束条件,车架质量为优化目标,通过OptiStruct对车架结构进行优化设计。优化后车架质量减轻了14.41%,车架结构强度与动态特性明显改善,并进行物理试验验证其准确性。     

摩托车车架基于梁单元的结构优化

为了改善摩托车的乘坐舒适性和强度性能,建立了某型摩托车车架的有限元模型,进行了自由模态分析,并与实验模态进行比较。在此基础上,运用MSC.Nastran分析软件,以提高第1阶频率为目标,将梁单元的外径和厚度设为优化变量,质量和强度作为约束进行结构优化。优化结果表明:第1阶频率提高了8.66%,最大应力值降低22.14%,不仅改善了摩托车的动态特性,而且提高了其强度。     

小型电动汽车车架的设计与轻量化改进

车架作为电动汽车的主要承载结构,其强度和刚度在汽车总体设计中起着非常重要的作用,车架的轻量化研究也具有重要意义。以小型电动汽车为研究对象,设计一款车架,建立有限元模型,分析其在弯曲和扭转2种工况下的应力和变形,并对车架进行模态分析;根据分析结果,以轻量化为目标对车架进行优化,运用截面尺寸优化方法,通过改变梁的横截面面积和改变车架体积,最终实现车架的轻量化。结果表明,车架质量较初步设计减少了10.6%,强度和刚度均符合要求,车架的轻量化目标基本完成。     

某微型电动商用车车架轻量化优化研究

针对某微型纯电动商用车自重的问题,对其车架结构尺寸、承载能力进行了研究,提出了一种车架轻量化优化设计思路。以车架横梁质量最小为目标函数,以车架横梁的截面尺寸边界条件、强度、刚度和稳定性为约束,建立了数学模型;通过Matlab中模拟退火智能算法工具箱,实现了对车架横梁截面尺寸的优化,得到了最优的车架横梁截面尺寸;利用CATIA软件建立了车架优化前后的三维模型,导入ANASYS Workbench软件建立了有限元模型,并在此基础上进行了静力学分析(满载弯曲与满载扭转)和模态分析。研究结果表明:车架优化后较优化前减重了13.43%;优化后的车架应力和变形满足材料Q235钢的使用条件;车架优化前后的低阶自由模态频率与路面激励频率重合率仅为4.8%,发生共振的可能性很小;车架轻量化优化设计思路合理。     

燃料电池轿车前副车架轻量化设计

建立了前副车架有限元分析模型,计算了前副车架在多种工况下的应力、应变分布,并对前副车架进行模态分析;将钢制前副车架改为镁合金轻质材料制作,并针对前副车架应力应变分布不均匀及2阶纵向弯曲模态不合理,进行结构的优化设计,实现了前副车架自身质量减轻46%;对轻量化设计后的前副车架进行了强度、刚度及模态验证,表明轻量化设计后的前副车架,在保证使用性能的前提下,实现了前副车架质量合理分配及强度、刚度合理匹配。     

正三轮摩托车车架有限元分析与轻量化设计

车架不仅要求足够的强度和刚度,而且需要最大限度减轻其自重,以提高整车的动力性和经济性。对于以货运为主的三轮摩托车,车架自身质量占整车质量的比例较大,因此减轻车架自重对三轮摩托车的轻量化研究具有重要意义。本文选用一款货用三轮车为分析对象,对现有车架建立FE模型并进行试验验证,结合有限元分析手段解决减重与强度之间的矛盾问题,得出以80%用户实际使用情况为边界条件的轻量化车架。     

轮毂驱动智能车车架的有限元分析

为了分析验证轮毂驱动智能车车架的强度和刚度,采用CATIA软件建立车架三维模型,运用ANSYS软件建立以体单元为基本单元的车架有限元模型,并根据模态分析理论对其进行了有限元模态分析,获得车架在4种常见工况下的最大等效应力和应变,以及前十阶固有频率和振型特征。研究结果表明:样车车架的强度和刚度满足设计要求,为进一步优化车架的结构提供了参考依据。     

基于代理模型的低速电动车车架多目标优化

为进行低速电动车车架的轻量化研究,采用有限元分析软件HyperMesh建立低速电动车车架有限元模型,并进行模态、强度和弯扭刚度分析。结合径向基神经网络(RBF)代理模型和粒子群优化算法,综合考虑质量、模态、强度和弯扭刚度等性能指标,对低速电动车车架进行轻量化多目标优化。结果表明,低速电动车车架质量降低了27.6 kg,同时其1阶模态频率、强度和弯扭刚度均满足设计要求,取得了较好的轻量化效果。     

轻型货车车架的多目标稳健优化设计

建立轻型货车车架的有限元模型,把稳健优化设计方法和有限元方法相结合,在保证车架强度、刚度和一阶扭转模态达到设计要求的前提下,实现轻型货车车架的轻量化.并且使得车架的刚度、强度和一阶扭转模态对于设计变量不敏感,提高车架的稳健性.     

节能赛车铝合金车架结构分析与优化设计

车架作为整车的重要受力部件,其结构分析与轻量化设计对整车节能具有重要意义。综合运用有限元分析软件ANSYS与HyperWorks,分析了某节能车车架在典型工况下的刚度与强度水平,并在此基础上依次对车架进行了基于密度法的结构拓扑优化及基于一阶优化方法的截面尺寸优化。通过两次优化设计,车架的局部变形与应力集中得到明显改善,车架竖向最大变形量从3.21mm优化为0.99mm,刚度得到了提高;车架质量从5.00 kg优化为4.17 kg,减重16.6%,实现了车架轻量化设计。     

基于相对灵敏度分析的自卸车车架轻量化设计

在Hypermesh中建立TY型自卸车车架有限元模型,对车架进行了弯曲和扭转工况下的强度与刚度分析,并通过模态试验验证了有限元模型的准确性。对车架部件进行柔度灵敏度、模态灵敏度和质量灵敏度的计算,基于相对灵敏度分析的结果确定优化设计变量,在保证车架刚度和低阶模态频率的前提下,对车架结构进行轻量化优化。结果表明:优化后车架的强度、刚度和低阶模态频率均有所提高,避免了应力集中现象,车架质量减少70 kg,验证了该轻量化设计方法的可行性。     

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。     

电动三轮车车架的有限元分析

本文以有限元理论为基础,利用ANSYS WORKBENCH有限元分析软件对某电动三轮车车架进行静态仿真计算和模态分析,得出4种不同工况下的车架的强度、变形量及疲劳度,以及车架的前10阶固有模态频率及振型。这些结果可为三轮电动车车架的设计提供理论指导,为现有电动车车架的优化设计提供理论依据。     

某商用车车架结构集成性能开发

首先,建立对标车架有限元模型,对对标车架进行了模态、刚度性能仿真,并对对标车架进行了模态、刚度试验,验证了该车架有限元建模方法可用于新款车架的开发;针对新开发车架一阶扭转模态、弯曲刚度性能不满足要求,进行了车架优化设计,从增大梁截面与增加内部加强件两方面分别提出改进方案;应用普氏分析法,选用最佳优化方案,完成车架结构集成性能开发。     

新型电动汽车车架轻量化优化设计

在总结车架发展现状的基础上,提出了一种电动汽车车架快速轻量化优化设计思路。根据目标车架的承载和长度,建立以纵梁重量最小为目标函数,以纵梁的截面尺寸边界条件、强度、刚度和稳定性为约束条件的数学模型。在MATLAb中应用遗传算法对车架纵梁截面进行尺寸优化,得到最优的目标纵梁截面尺寸。分别建立了优化设计所得新型车架1和经验设计所得新型车架2的有限元模型,利用ANSYS对两者进行工况对比分析。结果表明:在满足车架设计与使用要求的前提下,车架1较车架2轻量化19.5%,轻量化优化设计思路具有较好可行性。     

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.     

基于模态分析的某商用车车架结构优化设计

为提高某商用车车架的振动性能,实现轻量化设计,以车架整体结构为研究对象,基于CAE仿真和自由模态计算对其进行振动特性分析,由于车架在发动机激励低频范围内,易引起共振。基于提高车架的一阶固有频率的目的,制定了四种优化方案。通过对车架进行静态特性分析,获得四种方案的强度和抵抗变形能力。结果表明优化方案在满足强度校核和刚度要求的条件下,提高了一阶固有频率和振动特性,有效解决了车架在低频状态下的共振问题。     

轮式装载机前车架的模态分析

为了降低车架在危险工况的变形,提高车架材料的效能和车架的动态刚度,以XG958轮式装载机前车架为研究对象,运用有限元软件ANSYS对前车架进行模态分析。基于有限元和静动态理论,运用ANSYS软件建立前车架有限元模型,并对前车架进行形状结构的改进。改进后前车架第一阶模态频率降低了14.937Hz,最大位移减少0.02mm;第二阶模态频率降低了2.308Hz,最大位移减少了0.222mm;第三阶模态频率降低了30.52Hz,最大位移减少了0.065mm。整体上提高了前车架的动刚度。     

中小型汽车起重机车架结构多学科优化

在Hyperworks软件中建立汽车起重机车架有限元模型,经过静强度和模态分析,其最大应力值大于材料的屈服极限值,经结构改进,车架静强度远小于材料的屈服极限,低阶模态值较低,影响乘坐舒适性。为解决改进后起重机乘坐不舒适性,建立以车架强度、刚度和振动模态等学科的多学科优化设计,采用响应面方法构件各学科结构响应的近似优化模型,最后将响应面近似模型导入ISIGHT优化软件,并用多岛遗传算法对车架进行协同优化。结果表明,车架质量减少129kg;车架的强度和刚度均满足材料要求;振动模态有所提高,达到了起重机工作状态下乘坐舒适性和车架轻量化的目的。