有限单元法在汽车产品轻量化设计中的应用研究

阐述汽车产品轻量化设计的一般思路,通过参数优化软件ISIGHT耦合CATIA和ABAQUS来实现对各类汽车零部件的轻量化设计。对轻量化过程中的精确建模、搭建优化平台进行详细说明。该轻量化设计方法可在保证汽车零部件结构强度与刚度的同时有效减轻重量,为轻量化设计研究者提供参考。     

汽车结构设计的轻量化设计方法运用分析

汽车结构设计,要求具有较高的刚度,同时考虑到节能环保,安全方便。对轻量化技术进行应用,能够在一定程度上提升汽车结构刚度,设计时,考虑各种材料的优缺点,结合汽车对使用性能等的需求,对不同轻量设计技术进行选择。本文针对汽车结构设计的轻量化设计方法运用进行分析,介绍了轻量化技术优势,主要有:优化汽车结构设计,优化零部件设计,优化连接方式。探讨了汽车结构轻量化技术应用前景。结合这些内容,总结了轻量化技术在汽车结构设计中的应用,主要内容有:高强度钢的应用,球墨铸铁的应用,铝和铝合金的应用。     

一种基于多目标优化的制动器底板轻量化设计方法研究

【目的】汽车轻量化技术是汽车节能减排的重要手段,加快汽车轻量化技术的发展具有重要现实意义。【方法】课题组以减小底板体积、保证疲劳寿命为优化目标,采用计算机辅助集成技术对制动器底板进行轻量化设计。首先,对底板进行有限元分析,确定轻量化设计的目标区域;其次,根据优化目标建立相应的CAD模型,使用局部应力应变法计算底板的疲劳寿命;最后,通过ISIGHT集成CATIA、ABAQUS和MATLAB对制动器底板进行轻量化设计。【结果】该轻量化方法可以同时对制动器底板上的多个目标尺寸进行优化,使其质量减少了9%,轻量化效果明显。【结论】该轻量化方法同样适用于其他机械零件,借助于该方法对汽车零部件进行轻量化设计有着非常重要的工程价值。     

CAE技术在汽车轻量化设计中的应用

阐述了CAE技术的基本概念和应用范围,说明了采用CAE软件进行结构计算的一般过程,并从车身结构优化设计、发动机零部件优化设计、车架结构优化设计三个方面讲述了CAE技术在汽车轻量化设计中的应用。     

基于轻量化需求的制动器底板有限元分析

汽车零部件轻量化,既是汽车技术创新的需要,又可有效满足物流用户降本的需求。利用ANSYS Workbench有限元分析手段,在有效保证材料使用性能的前提下,对气压鼓式S型制动器底板进行轻量化设计,达到整桥乃至整车轻量化的目的。     

某汽车前轴轻量化及有限元分析

为研究汽车前轴轻量化方案以达到轻量化的目的,首先利用有限元分析软件ANSYS Workbench对汽车前轴在制动工况及动载工况下的受力进行分析,得出前轴应力分布情况。其次,根据应力分布情况对汽车前轴进行轻量化设计。最后对优化后的方案进行上述两种工况的有限元分析,并对优化前后前轴应力及重量进行对比,确定最终轻量化方案。     

基于ANSYS的双轴旋耕机机架轻量化设计

基于ANSYS开展双轴旋耕机机架的轻量化设计,通过对双轴旋耕机的零部件进行轻量化设计,并对组装好的双轴旋耕机机架进行模态分析与校核,以验证设计的正确性。最终实现优化后的侧板质量相比之前约减轻了44.8%,挡泥板质量约减轻了37%。     

汽车空调压缩机支架轻量化研究

为了实现汽车零部件的轻量化和降低成本,针对汽车零部件的材料问题,以某越野车型的空调压缩机支架为研究对象,提出了改进部件材料的设想。运用有限元理论,对两种材料的压缩机支架进行强度以及模态分析,并且对压缩机支架的强度以及共振可能方面进行了分析,验证了轻量化研究的可行性。结果表明采用新材料的压缩机支架满足汽车的使用性能要求,而且与改进之前比较,压缩机支架的质量减轻,成本降低,达到了轻量化的目的。     

基于灵敏度和碰撞仿真的汽车车身轻量化优化设计

提出了基于灵敏度分析和侧面碰撞的汽车车身结构轻量化设计方法。首先以车身结构零件的板厚为设计变量,以白车身的模态和刚度为约束条件,白车身质量最小为目标,分析了零件板厚关于车身模态和刚度的灵敏度。选取对车身模态和刚度以及抗撞性不敏感的车身零件的板厚,进行以白车身质量最小为目标的优化计算。优化结果使车身减轻14.8 kg。对轻量化后的整车和乘员约束系统进行了侧面碰撞的模拟计算,并与轻量化前的结果进行了对比,对整车耐撞性和乘员的安全性进行对比校核,根据碰撞结果对车身零部件的厚度进行了再调整。结果表明,轻量化后的车身满足碰撞安全性的要求,假人的C-NCAP得分也是可接受的。     

基于灵敏度和碰撞仿真的汽车车身轻量化优化设计

提出了基于灵敏度分析和侧面碰撞的汽车车身结构轻量化设计方法.首先以车身结构零件的板厚为设计变量,以白车身的模态和刚度为约束条件,白车身质量最小为目标,分析了零件板厚关于车身模态和刚度的灵敏度.选取对车身模态和刚度以及抗撞性不敏感的车身零件的板厚,进行以白车身质量最小为目标的优化计算.优化结果使车身减轻14.8 kg.对轻量化后的整车和乘员约束系统进行了侧面碰撞的模拟计算,并与轻量化前的结果进行了对比,对整车耐撞性和乘员的安全性进行对比校核,根据碰撞结果对车身零部件的厚度进行了再调整.结果表明,轻量化后的车身满足碰撞安全性的要求,假人的C-NCAP得分也是可接受的.     

载货汽车轻量化浅析

载货汽车轻量化已经成为载货汽车行业的重中之重,而受到行业特点的影响,先进的工艺和材料还很难得到有效的利用。将精益设计思想与结构优化设计结合在一起,设计了更加适合载货汽车行业发展的轻量化流程,并结合实例验证了该流程的正确性,为载货汽车的轻量化提供一个新的途径。     

基于有限元分析的汽车零部件轻量化设计

本文主要在有限元分析的基础上开展汽车零部件轻量化设计工作,通过分析脚踏板和蓄电池箱体结构在应用过程中存在的问题和受力情况,在有限元分析的指导下探究其具体改进工艺,推动脚踏板和蓄电池箱体结构朝轻量化方向发展,提高其使用的经济性。     

浅谈车辆工程CAE中拓扑优化技术的应用

针对车辆工程中不同车型部件结构的特点,阐述了结构拓扑优化设计的一般流程,报告了代表性较强的相关软件应用现状与发展,包括优化过程中有限元分析模型的数据转换、分析计算、CAD优化模型提取.对提高整车零部件刚度、降低车身骨架及各零部件自重的优化分析应用研究进行了概括.实例论证了应用有限元法进行机械承载结构拓扑优化设计是一种有效的优化方法,可为机械结构及零部件轻量化设计提供重要的概念化设计参考,对今后结构优化中拓扑优化技术发展方向、应用范围及趋势作出了展望.     

汽车零部件制造质量控制与优化

随着社会生活水平提高,人们对汽车质量与性能提出了越来越高的要求,对汽车零部件之间与优化问题更加关注,而这也促进了汽车生产商对于汽车质量控制与优化工作的开展.文章针对目前汽车零部件制造问题,研究了汽车质量控制理论,提出了汽车零部件质量控制要点,并阐述了零部件质量优化技术,为相关研究与生产提供参考.     

新型材料在汽车轻量化设计中的作用与技术应用情况分析

随着世界范围的石油资源紧缺和大气污染,汽车的燃油经济性和排放性能受到社会各界的广泛关注,轻量化设计作为汽车产品节能、环保、提质的关键技术,成为汽车企业的重要应用技术。基于此,重点介绍了汽车材料特征及轻量化研究情况,说明了新型材料替代传统材料的重要作用,总结了汽车轻量化材料的应用特征和发展趋势,并对汽车轻量化设计的合理实施进行展望。     

基于ANSYS的汽车铝合金轮毂弯曲疲劳分析及优化

轮毂是汽车重要的部件,因为它起到承载整个汽车重量的作用。为了达到高强度和轻量化的要求,在对汽车的轮毂进行设计时,需要对其形状及尺寸上进行合理的优化设计,以减轻汽车轮毂的质量。采用ANSYS软件的APDL语言建立汽车五辐板轮毂的参数化模型,根据7180型轿车的相关参数计算出轮毂受到的弯曲载荷,运用ANSYS软件进行弯曲疲劳分析,进而进行轮毂的尺寸优化。通过优化分析,轮毂的质量减小了,确保轮毂在强度达到要求的前提下,使轮毂达到轻量化。     

基于可靠性的A+SUV转向节疲劳研究

提高零部件的耐久性,保证汽车零部件轻量化后的安全可靠性对汽车研发具有重要意义。以某款A+车型转向节为研究对象,基于可靠性理论,根据双层优化结果,进行动力学耦合建模,得到转向节总成运动和受载荷等相关参数。在此基础上,根据可靠性要求,进行载荷响应谱分析及S-N疲劳寿命分析,分别在不同工况、不同载荷情况下,测试转向节疲劳寿命,得到转向节的平均疲劳寿命为2.5289 107次,远大于实际工程需要。分析表明A+SUV转向节在材料与结构双层优化下,可靠性寿命得到了有效保证,满足工况需求。     

汽车横向稳定杆系统优化设计

横向稳定杆系统是汽车悬架中的一种重要辅助弹性元件,在改善汽车平顺性方面可以提高汽车的侧倾刚度,减少汽车横向侧倾程度。基于此目的,在满足汽车安全可靠的基础上,对汽车横向稳定杆系统进行了合理的悬架系统刚度匹配及轻量化设计,最后通过对优化后汽车前后横向稳定杆系统的ANSYS疲劳寿命校核,结果表明汽车的操纵稳定性通过优化得到显著提升。     

车辆轻量化材料的应用

随着汽车工业的飞速发展,节能、环保、安全日益成为当今世界汽车界的研究热点。汽车轻量化无疑是解决这些问题的最佳途径,因为汽车的轻量化设计在提高汽车操控性的同时还能有出色的节油表现,轻量化设计已经成为世界汽车发展的潮流。     

基于多学科优化的整车轻量化设计研究

在我国当前阶段的经济发展中,汽车行业的发展可谓日新月异。为了能够提升汽车整车轻量化的计算效率,主要采用了一种比较新型的响应面结构构建方法,该种方法主要将车身的耐撞性与其自由模态的多科学系统的近似性模型构建出来,然后利用多学科的设计进行优化工作。文章就多学科优化的整车轻量化设计研究问题进行了一系列的分析与探讨,期望能够为我国在汽车研发领域进步提供一部分参考建议。