摩托车镁合金轮毂结构优化技术研究

优化摩托车镁合金轮毂不合理的辐板结构,即调节幅板倾角、增加幅板与轮圈的过渡圆角半径,对结构优化前后的镁合金轮毂在相同工况下进行有限元服役应力分析对比。结果表明,结构优化后应力集中主要出现在幅板与轮圈的连接部位,最大应力值从27.1MPa降低到23.1MPa,降幅14.8%,应力集中程度降低较大,应力分布变得缓和,可靠性得到提高。试生产的再设计镁合金轮毂通过了有关权威部门性能检测。结论为轮毂的结构再设计提供了力学依据。     

轮毂电机外壳的轻量化应用研究

为了进一步降低轮毂电机的壳体重量并提升使用稳定性和可靠性,以ANSYS仿真分析软件为基础对轮毂电机壳体的受力状态进行了研究,以减少壳体质量为目标对轮毂电机的外壳进行了结构优化设计。根据实际研究表明,优化后的壳体在保证受力状态不变的情况下,整体质量降低了22.8%,壳体上的最大应力比优化前降低了27.4%,变形量比优化前降低了11.2%。     

基于ANSYS的装载机立式动臂的有限元分析及优化设计

依据装载机的作业特点,对立式动臂在铲掘位置进行静力学有限元分析,计算出动臂的应力分布云图,并在有限元分析结果的基础上提出动臂结构的改进方案。优化后的仿真结果表明,在保证动臂满足工作性能要求的前提下,经优化设计后的动臂受力情况和结构形状得到了合理的改善。该基于ANSYS的有限元分析和优化设计方法提高了设计速度和设计质量,降低了生产成本。     

斗杆结构尺寸表达形式对智能优化进程的影响

现有挖掘机斗杆结构使用的尺寸表达形式使优化过程中几何形状约束处理耗时长,直接影响了智能优化过程的效率和质量。针对上述问题,研究不同斗杆结构尺寸表达形式对几何形状约束及优化目标对应力约束的灵敏度,提出了新的尺寸表达形式,经分析得出:在新尺寸表达形式下优化过程几何形状约束处理得到简化,极大提高了智能优化过程的效率和质量。     

基于拓扑优化的轮毂电机壳体结构轻量化研究

轮毂电机为电动汽车驱动系统核心部件,其结构、强度特性对整车运行稳定性与可靠性具有重要影响,直接决定整车动力性与安全性。根据某电动汽车轮毂电机壳体结构参数、工况及结构特征,建立壳体结构三维力学模型。在对壳体结构系统进行模态分析与静力学分析的基础上,以质量优化为目标,对壳体结构非承载区域进行拓扑优化与结构设计。为验证分析结果,对优化后壳体结构进行模态及静力学分析。结果表明,壳体结构系统质量降低5.5%,系统部分固有频率提高,轮胎轮毂安装螺栓根部局部应力集中得到改善。     

某型号飞机前轮轮毂的结构优化

根据某型号机轮轮毂在不同的工况下的有限元强度分析,对其进行强度校核,并进行结构优化。采用UG建立该型号机轮轮毂及其附件的模型,运用Workbench对轮毂的所有工况进行静强度分析,并根据应力分布对其进行结构优化。结果表明,该型号轮毂的危险部位为胎圈座,危险工况为爆胎压力和经侧向载荷一,腹板处的应力较小,胎圈座部位的安全系数较小,优化后提高到1.3。对于对开式轮毂的强度校核以及结构优化具有实际参考价值。     

轮毂结构优化设计研究

利用软件Pro／MECHANICA,对哈里伯顿1400型压裂泵轮毂所存在的结构失效进行优化设计研究。在对轮毂相应结构尺寸灵敏度分析的基础上,找出对轮毂结构最敏感的优化设计变量：轮毂的厚度与轮毂所挖孔的孔径,以应力最值（150MPa）为优化目标,以轮毂重量最轻为约束函数,通过优化分析,得出轮毂的合理结构。通过疲劳强度校核,优化得到的新轮毂结构满足强度要求。     

采用代理模型的汽车铝合金轮毂优化设计

提出基于神经网络代理模型的汽车铝合金轮毂优化方法.对铝合金轮毂的两种工况开展静力学分析,结果表明相比正对辐条加载,正对窗口加载时轮毂的受力状态更加恶劣,不同加载方式应力都集中于外侧轮辐与辐板连接处附近.设计并实施静力学试验,验证有限元分析的准确性.基于静力学分析结果,提出分层递进的轮毂轮辐优化方法,通过正交试验设计、神经网络代理构建和遗传算法寻优,实施轮辐尺寸优化、轮辐截面形状优化、轮辐圆角优化,最后对结构进行加强优化.与最初模型相比,优化后轮毂重量下降1.91％,正对辐条加载位移下降11.01％,最大应力下降7.54％,正对窗口加载最大位移下降10.79％,最大应力下降20.79％,轮毂力学性能有了较大幅度提高,同时达到了轻量化的目的 .本文提出的优化策略可为轮毂结构优化提供有益参考.     

离心压缩机三元叶轮形状优化设计

在三维参数化建模的基础上,对某离心三元叶轮进口叶片的前缘进行了形状优化设计,在叶轮质量和变形满足要求的条件下,得到了叶轮进口叶片前缘的最优结构尺寸参数.降低了叶轮最大应力并改善了应力分布状态,为离心压缩机三元叶轮设计提供了重要的依据.     

小型电动汽车轮毂动态特性分析

以某小型电动汽车的轮毂为研究对象,建立了轮毂的三维模型,运用有限元软件ANSYS Workbench对其进行模态分析和静力学分析,获得轮毂前6阶固有频率、模态振型、等效应力云图和等效应变云图。并用锤击法对汽车轮毂进行了模态测试,得到轮毂的模态测试固有频率,结果表明,有限元分析固有频率与模态测试固有频率基本一致,验证了有限元模型的正确性。在此基础上,对轮毂结构进行了改进设计,通过对改进前后轮毂的固有频率、等效应力和质量对比分析可知,改进后轮毂的等效应力明显提升且轮毂质量减小,验证了改进方式的有效性。     

基于CFD的主配压阀油道设计及流场可视化研究

该文建立了主配压阀流体域模型,通过CFD仿真,分析出最优的油道容积并进行了验证。结果表明,最优容积既保证了主配压阀设计流量达到了预期值,又确保了阀体结构的经济性。最后通过流场分析说明最优油道容积对流场有明显改进作用。以上研究对主配压阀的设计和流场可视化研究具有一定的指导意义。     

FSAE赛车集成化轮毂的设计与校核

针对赛车出现的装拆烦琐、车轮总成庞大等问题,对车轮轮毂的结构进行优化集成设计,对4种极限工况下车轮上的动载荷值进行计算,并运用有限元分析软件ANSYS对集成化轮毂进行静力学分析。分析结果表明,新设计的集成化轮毂的强度满足设计要求,采用新型集成化轮毂的赛车与上一届赛车相比,车轮总成质量降低了20%左右,这对赛车车轮的轻量化设计和提高赛车性能有重要意义。     

双轮式抛投机器人仿富勒烯轮毂结构设计

为了提高双轮式抛投机器人的全向抗冲击性能,提出了一种仿富勒烯张拉式轮毂结构及其优化方法。首先,根据C₆₀的几何特点及正二十面体被截取顶角后的截取比例λ建立模型,利用直接刚度矩阵法对模型进行受力分析,给出了最优截取比例λ。然后,以张拉结构为载荷分布优化单元对C₆₀结构载荷分布进行优化,并对其静力学性能进行了ABAQUS仿真分析,最后将其与同质量的条幅式、轮辐式以及球壳式轮毂结构进行对比。仿真结果表明:所提出的仿C₆₀张拉结构轮毂具有较好的强度及刚度特性,整体承载性能较优;具有较好的承载与散力特性,应力分布较为均匀;同时具有较好的承载全向性,结构受力整体性好且不易失稳,从而验证了所设计结构的有效性。     

汽车离合器衬套多道次工艺设计与仿真

针对所研究的离合器衬套的特点,设计了整个工艺流程,包括落料、拉深、胀形、冲锻复合成形、冲孔和修边,其中通过多模块胀形工艺成形零件周向均布的36个齿槽,通过冲锻复合成形工艺实现零件底部的壁厚变化,重点分析了胀形工艺和冲锻复合工艺的实现过程。采用有限元软件DEFORM-3D模拟整个工艺过程,模拟结果表明：胀形工艺能够完整、准确地成形出零件周向均布的齿槽,冲锻复合成形工艺成功实现了零件底部壁厚的变化,整个工艺流程切实可行。
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摩托车前后轮结构改进设计

针对摩托车前后轮轴承与轮毂的磨损,对摩托车前后轮结构进行研究。采取将轮毂的一部分改成铁套,使轴承直接与铁套接触,而不是轮毂。通过轮毂结构处的改进设计后,提高了轴承与轮毂的使用寿命,减少了摩托车的维修成本及生产成本。     

有限元分析与疲劳评价在钢制车轮轮毂开发中的应用

应用eta／DYNAFORM成形分析,ANSYS结构分析和FE—SAFE疲劳分析软件,对某型轿车钢制车轮轮毂结构进行了三维有限元计算,求得车轮轮毂综合应力场。分析结果经疲劳分析软件处理,以云图方式显示出车轮轮毂的疲劳循环次数和安全系数。     

水平轴风电机组轮毂疲劳损伤计算方法

结合有限单元法和雨流计数法,利用名义应力法开发了一种用于水平轴风电机组轮毂疲劳损伤计算的方法.以某2.0MW水平轴风电机组轮毂为算例,分析了轮毂疲劳载荷产生的原因,在计算风电机组轮毂时序疲劳载荷的基础上,通过使用有限元分析选取轮毂疲劳热点,对轮毂疲劳应力进行雨流计数统计,结合轮毂结构S-N曲线计算了轮毂在20年运行寿命...     

参数化水平集法在正交各向异性结构多目标拓扑优化中的应用

利用全局支撑径向基函数插值初始水平集函数，以水平集函数为设计变量，以结构柔度和散热弱度的加权函数为目标函数，基于参数化水平集法（Parameterized level set method,PLSM）建立了正交各向异性结构的热力耦合多目标拓扑优化模型。结合数值算例研究了权系数、材料方向角、泊松比因子和热导率因子对PLSM多目标最优拓扑结构和目标函数的影响，并给出了相关参数的合理取值范围；在3D打印实物的基础上完成了最优各向异性拓扑结构的性能分析，并与各向同性结构进行了对比讨论。结果表明，PLSM最优拓扑结构比变密度法的拓扑结构边界更光滑、清晰，不会出现中间密度和锯齿等现象；同时正交各向异性结构的温度场、位移场和应力场比各向同性结构均有较好地改善，加权目标函数、结构柔度和散热弱度分别降低了55%、3.18%和81.1%。     

改进鲸鱼优化算法及涡轮盘结构优化

涡轮盘是航空发动机的核心零件,通过智能优化算法对涡轮盘结构进行优化,降低涡轮盘质量,有助于提升推重比。研究并改进了新型鲸鱼优化算法对涡轮盘截面进行结构尺寸优化。改进的鲸鱼优化算法中创新引入差分变异策略,交叉操作和常规变异策略以增强鲸鱼优化算法跳出局部最优解的能力。特别地,以改进的鲸鱼优化算法（Decomposition evolution based whale optimization algorithm,DEWOA）为例对Isight平台进行二次开发,与Isight平台中的五种算法和基本鲸鱼优化算法就八个单目标测试函数进行了对比,在均值和方差等指标验证了改进算法的稳定性和寻优性能。而且,将结合改进鲸鱼优化算法的Isight优化模块组件与有限元分析方法在Isight平台中集成为全自动化优化流程,对航空发动机涡轮盘进行结构优化,并与其他四种算法的涡轮盘结构优化结果进行对比。实验结果表明改进的鲸鱼优化算法对涡轮盘减重达26.09%,超过自适应模拟退火算法减重比2.24%,超过多岛遗传算法减重比5.29%,超过鲸鱼优化算法减重比1.94%,落后于指针自动优化算法减重比0.39%,但改进的鲸鱼优化算法收敛速度更快,达到最优解的代价更小,表明了改进鲸鱼优化算法在工程实际问题上的实用性和通用性。     

整体叶盘数控加工技术研究

无需榫头与榫槽就可以把整体叶盘旋转的工作叶片与转子盘毂连接在一起,这种结构形式减少了零件的数量与质量,也避免了榫头的气流损失,大大提高了发动机的性能,所以在航空发动机中整体叶盘的应用越来越广泛。本文采用五坐标数控系统,针对整体叶盘的数控加工技术展开研究。