基于相对灵敏度的车身结构模型修改

应用单元应变能密度理论结合实际白车身结构,提出了车身部件的应变能密度比质量灵敏度的相对灵敏度概念。基于承载式车身有限元模型进行了白车身薄壁构件的相对灵敏度分析,对计算数值进行比较,数值较大的部位即为需要增加厚度的部位,反之则减小厚度,以达到高刚度、轻质量的修改要求。根据相对灵敏度分析得出的修改方向提出了三种不同目标的修改方案:高刚度方案、轻质量方案及综合方案。通过对静刚度的结果对比,可以看出用综合方案得到的是较为符合设计要求的白车身结构模型,并得到了较为满意的修改效果。     

拓扑优化方法在轻卡车身结构改进中的应用

拓扑优化作为结构优化的一门新技术在汽车结构的优化设计中已经得到应用.基于拓扑优化的基本理论以及拓扑优化在汽车结构优化领域的应用现状,建立了轻卡车身的简化模型.根据对车身简化模型拓扑优化的结果,对轻卡车身的加强筋布置提出了建议.     

重型卡车驾驶室焊点的拓扑优化分析

以某重型卡车驾驶室为例,在有限元模型基础上建立焊点空间模型进行扭转刚度分析,并采用离散变量拓扑优化方法对焊点的数量及空间布局进行优化,通过优化前后的对比可知,优化后在不降低扭转刚度的同时减少了焊点数目。研究表明此方法在车身焊点优化上效果明显,具有重要的应用价值。     

某汽车白车身刚度分析

采用有限元分析软件Hypermesh/Optistruct建立了某汽车白车身有限元模型,通过对该有限元模型进行了弯曲刚度和扭转刚度分析,得到白车身的刚度情况.为白车身的结构优化设计提供了基础,进而提高了整车的舒适性和安全性.     

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.     

基于拓扑理论的超高速摄影仪转镜结构设计

提出基于连续体拓扑优化设计理论的转镜结构拓扑描述方式和材料插值模型,利用有限元理论和方法,建立转镜各向同性惩罚微结构单模态拓扑优化插值模型,对转镜的第1阶固有频率进行最大动刚度拓扑优化数值分析,并根据转镜伪密度分布图,修改原有转镜结构.通过对修改前后转镜模态进行数值分析与试验发现,转镜第1阶固有频率由原来的713.6 Hz提高到821.4 Hz,第2阶固有频率值增加48%,第3阶固有频率值增加50%,其他各阶固有频率都有明显提高.试验结果和数值解在误差范围内保持一致.     

刚梁-弹簧建立的车身接头简化模型

构造了一种用刚性梁单元和扭转弹簧单元来模拟轿车车身接头模型的方法。简化模型的参数有扭转弹簧的方向和刚度系数。通过扭转弹簧的刚度来考虑接头的柔度,通过弹簧的方向来考虑接头分支的角位移耦合。通过超单元方法和加载实验2种方法,给出了接头简化模型参数的确定方法。数值算例证明了提出的方法的有效性。     

疲劳寿命约束下的连续体结构拓扑优化

在连续体结构拓扑优化设计中,优化模型通常考虑强度、刚度、稳定性等力学性能.为研究在结构优化设计中疲劳特性对于结构拓扑的影响,基于独立、连续、映射(independent continuous mapping, ICM)拓扑优化方法,引入了疲劳寿命过滤函数,提出了连续体结构疲劳拓扑优化的模型和求解方法.建立以结构质量最小为目标、疲劳寿命为约束的连续体疲劳拓扑优化模型,通过将疲劳寿命约束转化为应力约束,对优化模型进行了求解.数值算例对比了不同刚度过滤函数、疲劳寿命过滤函数的系数,得到了过滤函数系数对结构质量与结构构型的影响规律;研究了疲劳寿命和应力分别作为约束时拓扑优化结果的差异性,给出了不同的循环外载荷工况情况下的算例,得出了随循环外载荷变化时的结构质量及结构构型.研究结果验证了连续体疲劳拓扑优化理论的有效性与可行性.     

基于PointNet的车身分割方法

多视图参数化重构方法对车身拓扑优化结果进行重构时需将车身分割为多个独立部分,以达到分割后拓扑优化车身各部分可独立进行重构的目的。对以车身点云作为输入的分割方法进行研究,采用深度学习理论对PointNet网络框架进行改进,根据车身拓扑优化结果,基于多视图参数化重构方法将车身分割为多个部分并赋予标签,并使用CAD(computer aided design)制作及点云增强操作得到车身分割点云数据集,通过梯度下降算法对网络模型进行训练。最终,车身分割网络模型在车身点云测试集中的准确率为87.7%。     

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.     

套筒加强T型管节点在轴向压力作用下的极限强度分析

根据半潜式平台立柱与浮体的连接方式,提出了一种新的管节点加强方法.在弦管与撑管连接处用套管进行加强,以改善管节点处应力集中,提高管节点的极限强度.作为整体研究的一部分,文中利用有限元方法,对此种加强方法在管节点承受轴向载荷时的加强效果进行了计算.结果表明用套筒加强可以很大程度上提高T型节点的极限强度,但套筒的几何参数对加强效果有很大的影响.     

矩形钢管混凝土T型节点极限承载力及其参数分析

矩形钢管混凝土桁架具有整体刚度大、抗震性能好、节点形式简单、施工方便、节点承载力大、造型优美的优点,广泛应用于我国的桥梁和空间结构等大跨、重载结构中。矩形钢管混凝土T型节点常见于Vier-endeel和Fink桁架中,节点的合理与否对结构的安全性与工程造价有很大影响。国内外对其研究虽然开展相对较晚,但已经引起多方面的足够重视。本文应用大型有限元软件ABAQUS对T型节点进行参数分析,以探究各参数影响其静力力学性能的规律。     

弦杆为折杆T型圆钢管节点抗弯刚度试验与有限元分析

以T型原钢管节点抗弯刚度试验研究为基础,对节点的非线性有限元建模方法进行了校验.揭示了影响节点抗弯刚度的主要参数以及这些参数与抗弯刚度的关系.建议改变传统的把节点简化为刚接或铰接的思想,在节点区域施加弹簧单元,这种方法应该更接近于实际节点的受力情况.     

散乱数据的曲面拟合及其在汽车车身外表面造型设计中的应用

根据车身外形曲面测量和拟合的要求，分析了散乱数据曲面拟合的Ｓｈｅｐａｒｄ、三角形剖分、Ｂ－ｓｐｌｉｎｅ最小二乘及Ｔａｙｌｏｒ逼近方法的各自特点，推导了计算模型并建立了软件系统，给出了用于车身外表面造型的实例     

聚类分析方法在白车身装焊误差监控过程中的应用

提出一种基于聚类分析理论的白车身装焊误差源诊断方法,并完成了程序实现．该方法可较全面和准确地捕捉到车身覆盖件误差的联动性,并将其显示到车身模型上,通过观察这种联动性可方便有效的诊断误差源,与目前通用的相关分析方法相比,该方法具有明显的先进性和实用性．     

基于自适应响应面法的车身结构轻量化设计

依据现代设计理论和方法,对在承受顶部加压工况下的乘用车的车身结构进行轻量化设计。在车身结构轻量化设计过程中,采用正交实验设计进行样本取样,根据所得样本数据,利用移动最小二乘法构建回归模型,同时为了避免传统响应面法完全依赖于最开始选定的实验点的问题,而选取自适应响应面法为优化手段。利用HyperStudy软件进行优化求解,得到优化后的部件厚度分别为2.0、1.2、1.7、0.5 mm。通过验证,在保证车身顶部安全性能不损失的前提下,使得部件总质量降低了2.23%。     

车身概念设计阶段CAE分析的肋筋等效模型

提出了一种基于梁单元刚度等效原理的肋筋等效模型。通过详细模型和等效模型的对比分析,对等效模型的精度进行了修正,并设计了一组实验,验证了等效模型的合理性。为进一步改善概念设计阶段车身CAE的精度和有效性提供了重要参考。     

微型客车概念设计阶段车身结构抗撞性分析

提出了应用车辆结构正面抗撞性的参数化模型进行微型客车概念设计的方法。分析了底部吸能结构的主要刚度参数的变化对乘员舱变形、车体减速度和底部吸能特性的影响,阐述了在概念设计阶段运用参数化模型控制底部吸能结构吸能特性及与乘员舱刚度参数的匹配,从而保证整车的正面抗撞性能。给出了微型客车概念设计阶段车身结构抗撞性设计指标、设计过程与方法,实现了通过参数化模型来快速确定正面碰撞时车身各部分的吸能指标,从而为详细结构设计提供重要依据。     

大刚度环境下力反馈主手自适应算法研究

针对机器人力反馈主手在大刚度环境下的稳定性和透明性下降问题,提出了一种力觉渲染与反馈的自适应算法。通过改进虚拟墙壁模型引入力的空间梯度,根据力信号随主手末端位置的变化率来自适应选取不同的控制策略,对大刚度环境下的阻抗显示力反馈主手的力觉输出进行渲染。仿真试验表明,该算法可在消除振荡、保障系统稳定的基础上,恢复输出刚度,提高系统的操作透明性。     

高强方钢管轻骨料混凝土桁架加劲T型节点试验

为考察支主管间设置的加劲板构造和支主管截面宽度比对高强方钢管轻骨料混凝土桁架T型节点破坏模式、承载力、连接区应力和应变的分布及演化等受力性能的影响,对加劲节点和常规节点进行了支管轴压静力加载试验.试验结果表明:高强方钢管轻骨料混凝土桁架T型节点的典型破坏模式有连接区主管受压上翼缘凹陷、主管腹板凸曲、主管弯曲、支管侧倾失稳、加劲板屈曲、支主管焊缝开裂和加劲板与支管焊缝开裂等.常规节点的承载力取决于支管根部及其焊缝的承载强度和连接区主管上翼缘的局部承压强度,其荷载-位移曲线形成流塑平台.加劲节点的承载力取决于包括加劲板扩散效应的支管根部及其焊缝的承载强度、连接区主管上翼缘扩散承压强度和加劲板屈曲强度,其荷载-位移曲线呈渐变上升趋势,没有屈服平台.加劲板明显提高了T型节点的承载力,加劲节点的屈服承载力和极限承载力较常规节点分别提高10.0%~40.0％和15.0％~48.3％,加劲节点的承载力随支主管截面宽度比的增加而提高.