汽车悬架控制臂多目标拓扑优化设计

为了实现悬架控制臂的轻量化,利用动力学分析软件对控制臂三种典型工况进行模拟路试,提取关键硬点的载荷作为边界条件,采用折衷规划法建立综合目标函数,运用灰色关联分析法分配各工况权重系数,对悬架控制臂进行拓扑优化;根据拓扑优化的结果对控制臂进行二次设计.分析结果表明,改进后的控制臂的刚度和强度性能均能满足要求,控制臂减重16.5％,实现了轻量化的目的.     

汽车悬架控制臂多目标拓扑优化设计

为了实现悬架控制臂的轻量化,利用动力学分析软件对控制臂三种典型工况进行模拟路试,提取关键硬点的载荷作为边界条件,采用折衷规划法建立综合目标函数,运用灰色关联分析法分配各工况权重系数,对悬架控制臂进行拓扑优化;根据拓扑优化的结果对控制臂进行二次设计.分析结果表明,改进后的控制臂的刚度和强度性能均能满足要求,控制臂减重16.5％,实现了轻量化的目的.     

基于OptiStruct汽车控制臂的拓扑优化设计

文中基于OptiStruct软件对某项目汽车控制臂进行了拓扑优化设计,并分别对比了三个载荷工况下,控制臂优化前和优化后的应力和位移。结果表明,拓扑优化后的控制臂的应力在3个工况下都略有增大,但应力值远远小于铸钢材料的屈服极限(650 MPa);拓扑优化后的控制臂的位移在3个工况下都略有增大,但均小于1 mm。这说明,通过OptiStruct软件进行的拓扑优化设计满足结构的强度要求。同时,控制臂结构的重量减轻了35%,实现了轻量化的性能需求,这对汽车零部件产品的设计具有一定的参考意义。     

基于台架实验和有限元的空心铸铝控制臂强度研究

针对某车型设计了空心铸铝控制臂,利用HyperMesh建立有限元模型。根据整车多体动力学模型及强度工况提取虚拟试验场工况下的虚拟载荷,对铸铝控制臂进行强度分析,并设计台架实验验证强度,CAE分析及实验结果表明设计满足强度要求。     

八连杆轮式装载机动臂的结构分析与设计改进

对八连杆装载机动臂的结构特点与承载特点进行了全面分析,总结出装载机八连杆动臂在作业过程中遇到的铲入正载、铲入偏载、掘起正载、掘起偏载四种工况及各工况下承受的载荷特点。然后利用先进的CAE分析软件ANSYS软件,建立了动臂的有限元计算模型,并计算出各工况下动臂的应力分布云图。经过对动臂四种工况的有限元分析结果研究,分析出了导致动臂变形反馈的根本原因,并就此提出了动臂结构的改进方案。校核改进后动臂的强度,比改进前提高了27%,从而改善了动臂性能,同时此种思路也为以后的设计提供了参考。     

碳纤维麦弗逊悬架控制臂轻量化设计

建立悬架动力学模型,对控制臂在冲击、转向、制动三种工况下的边界载荷进行研究,并以控制臂体积最小为优化目标,结合优化设计数学模型利用拓扑优化软件Opti Struct对碳纤维悬架控制臂进行了结构优化,获得控制臂基本形状以及材料的最优化分布。根据优化结果,对控制臂进行了结构设计,并通过有限元仿真,对各种工况下碳纤维控制臂的应力以及位移进行了研究,结果表明,通过轻量化设计的碳纤维控制臂在符合强度和刚度要求的同时,比钢结构控制臂轻45.6%。     

某乘用车水箱上横梁耐久开裂的结构优化

针对某乘用车在盐城试验场进行整车可靠性、耐久性道路试验中出现的水箱上横梁开裂问题,通过对标其他车型水箱上横梁与大灯横梁搭接处的结构对比分析,及零部件配合间隙尺寸分析,提出结构优化方案,同时进行CAE仿真分析,再次通过整车耐久路试搭载验证优化后的结构方案的可行性。     

工业机器人臂部静动态多目标拓扑优化设计研究

为兼顾工业机器人臂部更高静动态特性和更低自重的要求,基于SIMP变密度法拓扑优化,运用相对差值的数学方法,构建了提高结构静态各工况刚度和动态各阶固有频率的多目标拓扑优化数学模型。以MOTOMAN-HP20工业机器人的L臂为研究对象,对其进行静动态多目标拓扑优化设计,获得L臂新结构方案。分析表明:L臂新结构静态各工况的刚度和动态各低阶固有频率都得到提高,同时L臂减重15.5%,实现了轻量化。并且相对差值法的运用有效避免了在多目标优化过程中大数量级目标支配优化结果的问题。     

基于路谱载荷的副车架加速耐久台架试验的开发与应用

以试验场路试中某车型前副车架控制臂安装点处焊缝开裂失效为研究对象,对控制臂的路谱载荷进行了采集.将控制臂安装点处的路谱载荷,运用雨流计数法,并根据虚拟的S-N曲线和Miner线性疲劳损伤累积理论,得到路谱载荷下控制臂安装点的伪损伤.根据损伤等效原理,反推出在一定循环次数下,与路谱载荷损伤等效的等幅载荷的幅值.利用等幅载...     

液压破碎锤动臂结构仿真分析研究

为了解决破碎机动臂在破碎过程中消耗率高和使用寿命较短的情况,通过力学分析确定了动臂结构在工作过程中的最大载荷点与危险应力截面,重点研究了动臂受到岩石等作业面的反弹作用力后整机的模态响应和应力分布。文章采用CAE分析技术,结合破碎过程中的载荷历程,对动臂结构进行模态分析与结构应力分析,求解工作过程中动臂的频响及应力分布,为动臂优化设计提供了依据,以指导动臂结构优化,提高其使用寿命。     

轻型客车综合可靠性试验方法研究

整车道路强化试验是模拟客户的实际使用状况、进行产品开发验证的重要手段之一。运用汽车道路载荷谱技术和CAE技术,建立了客户道路载荷谱,优化了试验场道路里程比例分配。在优化的基础上,制订了新的道路试验规范,达到更好地模拟客户实际使用状况目的。     

一种基于混合动力车辆全寿命的齿轮修形方法

分析了在齿轮修形过程中若考虑车辆全寿命范围的工况，如何来进行齿轮修形的优化设计。研究中还针对混合动力车辆的特殊情况，需在传统车辆采集的路谱基础上，进行程序过滤，从而获得用于分析的实际载荷谱，并最终基于该载荷谱进行齿轮修形的优化设计。     

基于多轴载荷的汽车控制臂疲劳载荷块编制

目前大多数控制臂台架疲劳载荷为单向加载的块谱,忽略了载荷的多轴性。依据已测得的控制臂试验场道路载荷谱,通过多轴雨流投影方法分析了其载荷的多轴性,并以多轴雨流投影结果一致为目标,通过迭代方法求解获得其考虑载荷多轴性的载荷块谱。再通过疲劳计算方法对比了单轴与多轴载荷块在寿命预测的差异性,并与控制臂应变采集测试点的疲劳损伤对比,发现考虑多轴的载荷块具有更高的预测精度。载荷多轴性的载荷块编制方法可为汽车其他零件台架疲劳载荷块编制提供参考。     

数控机床机械手柔性定位控制方法研究

提出了新的数控机床机械手柔性定位控制方法。在柔性条件下构建数控机床机械手双作业臂的运动学模型,基于该模型设计气动定位控制硬件与控制程序,硬件选用光编码器和分周处理器等设备,软件程序通过 PLC 来编制,从而实现对机械手手臂各关节及基座等位置的定位控制。测试结果表明:应用所提方法后,作业臂旋转关节定位变量值与其定位理想值十分接近;作业臂 1 、2 的定位变量值相对误差最高不超过 0.50° 、0.40° ,平均定位误差分别为 52.805 mm 、 58.055 mm 。说明所提方法的定位控制性能能够满足设计需求。     

基于DFSS的扭杆弹簧分析及优化设计

针对某车型扭杆弹簧的原设计方案,运用DFSS流程,在建立CAE有限元模型的基础上,综合分析影响扭杆性能的多种因素,提出了18种备选的改善方案并从中找出最优的设计方案。仿真和实验结果都表明:优化后的设计方案不仅消除了原设计方案的断裂风险,还提高了扭杆5%以上的使用寿命,减少了10%的质量;同时也证明了DFSS在汽车零部件质量改善领域的实用性。     

用户关联的驱动桥试验场耐久性试验规范研究

为实现驱动桥用户与试验场耐久性之间的关联,提出了基于用户和试验场道路实测数据制定试验场耐久性试验规范的方法。以采集的用户扭矩载荷为基础,结合挡位和转速等信号,基于旋转雨流计数和非参数核密度估计方法,预测了用户在不同挡位下驱动桥Total（包含轴载荷和齿载荷）载荷分布模型。关联试验场各个特征工况的系数损伤矩阵,建立了“用户试验场”多目标优化模型。运用带精英策略的非支配排序遗传算法（NSGA-Ⅱ）,以试验场实际使用情况为依据设置约束条件,求解了多目标优化模型并选取出了最优解。从载荷相对损伤和载荷分布角度,验证了优化模型解的有效性。研究结果表明：所制定的试验场试验规范其总里程约为46 133.3 km等效于用户实际行驶200 000 km,路面强化系数为4.34。本研究为更加有效地制定驱动桥试验场耐久性试验规范、合理评价整车及其零部件耐久性与可靠性提供了参考及依据。     

一种加速多体动力学模型虚拟迭代的载荷谱编制方法

为加速多体动力学模型的虚拟迭代,提出了一种能够完整保留长里程路面载荷谱损伤值、幅值特征和频率特征的编制方法,采用路面时域信号分割以及路面片段组合优化等手段,使得比利时路单次循环路面里程由2.61 km缩减至1.49 km,生成了用于虚拟迭代的加速谱。对比了下摆臂及转向节分别在比利时路原始谱和加速谱作用下的疲劳损伤,结果显示缩减前后损伤分布一致,摆臂和转向节的最大损伤比值分别为1.081和1.205,表明了加速谱能够替代原始谱。运用该方法对耐久规范中的越野路及山路长里程路面进行了同样的里程缩减处理,并对摆臂和转向节进行了疲劳分析预测,分析结果显示其寿命能够满足疲劳性能目标,并通过了实车道路耐久验证。所提出的载荷谱编制方法为加速多体动力学模型的虚拟迭代提供了一种解决途径。     

某货车疲劳载荷谱测量方法的分析

车身疲劳开裂问题的分析与优化须以准确的受力输入为前提,针对用户目标路面进行的实际道路试验,是获取有效载荷谱最有效直接的方法。结合整车构造的受力状况和CAE车身分析输入需求,选择合适的测试安装硬点并对其进行加速度响应测量,同时对车身关键开裂点进行应变信号测量,以对CAE分析结果进行有效性验证。将测量得到的信号,通过Labview/Matlab联合处理,为车身结构的CAE分析与优化提供数据输入和结论验证。