汽车油箱与吊带的有限元分析及优化设计

利用CATIA软件建立了某轿车油箱与吊带的三维实体模型。通过有限元分析软件ANSYS,完成了油箱与吊带的有限元分析。为了降低汽车的制造成本和轻量化的要求,利用APDL参数化设计语言对吊带进行了参数化三维建模,应用优化模块对吊带进行了优化设计,减小了质量。     

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。     

分布式驱动电动汽车轮毂设计与优化

分布式驱动电动汽车采用轮毂电机作为驱动装置,其簧下质量增加、垂向载荷增加等因素使汽车轮毂的强度和刚度都受到影响。因此,提出了对设计的轮毂结构进行有限元分析及优化。通过参数化设计轮毂结构,运用UG软件的NX Nastran模块对轮毂进行有限元分析。通过选定模型材料及属性,创建网格单元,选定最大迭代次数,结合轮毂受力情况对模型施加约束及载荷,并以满足电动汽车轮毂强度条件下轻量化为优化目标,选定变量,得出优化分析结果,完成轮毂结构优化。优化分析结果表明,该轮毂的结构设计与优化取得了较为理想的效果,对减小分布式驱动电动汽车簧下质量具有参考价值。     

大学生电动方程式赛车转向梯形设计及总布置

针对中国大学生方程式汽车大赛规则,通过轻量化来优化转向系统,同时控制成本。以盐城工学院YMR野马第4代电动方程式赛车为例,该车采用后轮轮毂电机驱动,同时电子差速取代了传统的机械差速。首先从转向系统的机构着手,进行梯形优化,使其实际使用效果更加符合理想阿克曼原理。通过CAD作图法进行分析,利用MATLAB进行优化确定最终的梯形臂参数。最后,根据优化后的参数进行ANSYS分析。结果表明:转向时动力损失有所减小,防止了轮胎的过度磨损,为轮毂电机的电子差速问题提供数据支持。     

基于ANSYS Workbench的车架支座优化设计

在ANSYS和SolidWorks联合的设计仿真环境下,通过预留的数据传输接口进行零件的设计仿真一体化。在建模软件中建立模型后传输到仿真软件进行静力学分析,并通过结构优化模块中的优化组件进行尺寸优化,进而获取在特定工作条件下的尺寸最优解,为车架支座在给定工况下满足工作要求和轻量化提供了一定参考。     

基于ANSYS的FSAE方程式赛车后轮边系统优化设计和分析

针对某FSAE赛车,基于Altair Hyper Works有限元优化软件,使用拓扑优化的方法对立柱进行概念设计和重建模,对轮毂、制动盘进行集成化轻量化设计,基于ANSYS Workbench对设计零件进行分析,验证其使用强度和刚度。本文为进一步提高赛车的瞬态响应性能给出了更加明确的设计参考。     

新能源汽车碳纤维复合材料车门轻量化设计

以某款新能源汽车的钢制车门为分析对象,借助Hyper Works有限元软件,对车门进行静力学和模态性能分析。以分析结果为参考,采用等质量替换法,建立碳纤维复合材料车门的有限元模型。以复合材料车门质量最小化为目标函数,静态性能为约束条件,进行了自由尺寸优化、尺寸优化、铺层顺序优化。对优化结果规整后进行性能验证。结果表明,获得的优化方案在满足性能要求的前提下,实现了车门减重48.3%,完成了车门的轻量化设计。     

木薯块根拔起机构仿真优化

针对广西大学设计的挖拔式木薯块根收获机拔起机构存在质量较大的问题,先采用ADAMS仿真软件,建立拔起机构的动力学仿真模型,通过动力学仿真,分析各主要部件的受力情况;后采用ANSYS软件及参数化优化方法,对各主要部件进行轻量化优化。结果表明:所建立的木薯收获拔起机构仿真模型精度较高,优化后块根拔起机构的前后直杆、花键轴及凸轮轴的质量分别减轻了81.6%、41.1%、51.3%、53.2%,达到了轻量化的优化目的。     

基于ANSYS参数化语言汽车钢板弹簧有限元分析及优化

用APDL参数化有限元分析技术,对重型载货汽车钢板弹簧进行参数化建模,应用有限元软件ANSYS10.0中的非线性模块,考虑大变形、接触等非线性因素,对其进行模拟装配分析和满载分析,得到了钢板弹簧的应力大小及分布,并在此基础上,应用ANSYS10.0中的优化分析模块,优化钢板弹簧的几何尺寸,减小钢板弹簧的重量。     

基于VB和ANSYS的车架轻量化设计

以某客车车架为研究对象,基于ANSYS软件建立其有限元模型,对该车架进行静力学分析。结合ANSYS提供的优化方法,进行车架结构参数的优化设计,实现车架的轻量化。基于VB和APDL开发相应可视化软件,可方便快捷地对车架进行优化设计。     

汽车镁合金轮毂等温挤旋成型工艺优化与试验

以汽车镁合金轮毂为研究对象,根据等温挤旋成型新工艺要求,自行设计了挤旋成型装备,利用有限元方法对轮毂在径向上产生的连续局部塑性变形过程进行数值模拟,分析变形规律,并通过正交试验优化工艺参数。挤旋成型试验结果表明,新工艺明显增加了轮毂的连续变形区尺寸,变形路径合理,显著提高了成型效率与加工精度。     

Technology of Magnesium Alloy Car's Wheel Hub on Spinning Shaping

以汽车镁合金轮毂为研究对象,根据等温挤旋成型新工艺要求,自行设计了挤旋成型装备,利用有限元方法对轮毂在径向上产生的连续局部塑性变形过程进行数值模拟,分析变形规律,并通过正交试验优化工艺参数.挤旋成型试验结果表明,新工艺明显增加了轮毂的连续变形区尺寸,变形路径合理,显著提高了成型效率与加工精度.     

兆瓦级风电机组轮毂的优化设计

以某兆瓦级风机轮毂为研究对象,对轮毂结构进行分析,根据结构功能对轮毂进行尺寸优化,得出最优设计方案,使轮毂承受载荷能力大幅提高,轮毂的静强度和疲劳强度等性能指标均达到要求。      

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。     

CAE技术在汽车产品轻量化设计中的应用研究

本文阐述了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。     

农用挖掘机动臂结构优化设计

为了对农用挖掘机进行轻量化改进以降低生产成本,以市场现有的JKW-20山地农用挖掘机挖掘装置为研究对象,对农用挖掘机挖掘装置动臂结构进行参数化建模,运用ANSYS软件对其进行拓扑优化。基于拓扑优化的新结构,设计动臂新结构变量,以动臂结构应力和质量为优化目标,寻求动臂结构尺寸最优解。通过求解结果可知：运用响应面优化法能够使得动臂结构在保持安全可靠的前提下,其质量减轻19.36%,应力降低4.35%。     

基于ANSYS Workbench的弯头夹具结构优化设计

通过有限元软件ANSYS Workbench对公称直径DN150的弯头夹具模拟工况受压进行了静力学分析,绘出夹具受压下的应力云图、变形位移云图,并且得到最大等效应力、最大变形位移和最小安全系数。进一步对弯头夹具壁厚进行优化设计,对夹具最大半径尺寸参数化,利用ANSYS Workbench对其进行参数优化,在保证变形和强度要求的前提下找到了最优方案,最大程度减少夹具质量。     

汽车起重机车架的有限元分析及轻量化设计

以某公司25 t汽车起重机车架作为研究对象,运用ANSYS有限元分析软件,通过分析车架在不同作业工况下的应力及变形情况,对车架进行局部优化。比较优化前后车架应力云图可以发现,每个工况下最大应力值都有不同程度的降低、应力分布更加均匀、结构更加合理。优化后的整机投放市场23台套,经使用无一车架失效的质量反馈。经过优化,车架单台重量减少了180 kg左右,降低材料成本约900元,达到了轻量化的目的。     

翻转犁结构设计及支架优化

翻转犁悬挂支架存在设计冗余的问题,为了对其结构进行优化,采用了拓扑优化和遗传算法优化相结合的方法。首先,在ANSYS软件中分析了网格划分方式对于仿真结果的影响,基于得出的可同时保障仿真准确度及解算速度的网格划分方式,利用拓扑优化模块对支架结构的形式进行了优化;其次,基于新的结构形式,设置4个尺寸变量,通过单变量仿真试验及多变量正交仿真试验,分析拟合出了关于支架最大等效应力及质量的多变量数值关系式;最后,以两个多变量数值关系式为优化目标,在MatLab中利用遗传算法对新结构形式下支架的尺寸参数进行了优化和确定。优化结果显示:优化后的支架具有更小的质量和更高的强度,实现了轻量化设计,可为类似结构的优化提供参考。     

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。