基于ANSYS的车架强度和刚度分析

以某轻型货车车架为例,对车架的结构特点进行分析,利用AN SY S软件建立了车架的力学模型。对车架的约束和所受载荷进行处理,通过车架强度和刚度进行分析计算,可以找到车架的薄弱部位,为以后设计和优化车架提供了一定的参考。     

基于ANSYS的行李车改造成发电车的车架设计与分析

现代设计方法的发展和使用,使铁路车辆设计变得越来越快速高效。在行李车改造为发电车过程中,首先根据车架结构对车厢进行布局设计,其次运用有限元分析软件ANSYS对改造后的车辆车架系统从强度和刚度方面进行计算和分析。然后根据分析结果,使用APDL语言对车架薄弱环节和不合理结构进行改进。最后,对改造后车架进行模态分析和谐响应分析,确定有害频率和振型,并采取有效减振措施。从研究结果看,改造后的车辆车架能达到安全使用的设计目的。     

FSAE赛车转向系统优化设计

转向系统是FSAE赛车的重要组成部分,其设计水平直接影响赛车的操纵稳定性。以提高转向响应的速度为目标,分析了转向系统的转向力,确定了转向系统结构参数的合理取值范围。利用Adams软件优化设计了转向断开点的坐标,结合转向力和转向断开点的坐标,利用Matlab软件对理想阿克曼转角关系进行分析矫正,完成对转向梯形结构参数的分析优化。仿真结果表明:利用转向断开点的最佳空间坐标,不仅可以减少轮胎上下跳动对转向系统的冲击,而且可以减少前束角大小和轮胎磨损,保证了转向系统良好的操作性能和高速过弯性能。     

拓扑分析与尺寸优化相结合的FSAE车架轻量化设计研究

围绕江苏大学方程式赛车车架设计展开研究。依据大赛规则,确定车架主体结构,利用Hypermesh进行拓扑分析,合理布置局部细节杆件。在CATIA中建立车架三维模型,利用ANSYS以扭转刚度为评价标准设置杆件尺寸为设计变量进行尺寸优化。优化结果显示:整体扭转刚度得到提升,质量得到减少。最终车架扭转刚度达到2415.2 N·m/(°),质量为27.2kg,满足结构设计与轻量化要求。最后对车架结构进行了4种工况分析和模态分析,保证其使用安全、可靠。     

基于HyperWorks的混合动力环卫车副车架有限元分析及轻量化设计

为降低混合动力环卫车副车架质量和整车油耗,达到车辆节能减排的目的,采用CATIA建立混合动力环卫车副车架的三维模型,并导入HyperWorks中。利用HyperWorks建立副车架的应力分析有限元模型,并计算颠簸、转弯、加速3种工况下副车架的应力分布和变形量。基于静态的有限元仿真结果,以颠簸工况作为设计工况对副车架进行拓扑优化。根据得到的优化结果,提出在副车架上适当加工减重孔的轻量化设计方案,并对改进设计后的副车架进行仿真,验证方案的合理性。研究结果显示:在满足副车架强度和变形量要求的前提下,通过对副车架的轻量化设计,使副车架总质量降低12.96%,实现了轻量化的目标。     

考虑多工况刚度和模态灵敏度的全地形车车架轻量化设计

针对某全地形车质量偏大的缺陷,提出一种基于刚度和模态灵敏度的全地形车车架轻量化方法。构建全地形车车架有限元模型并验证仿真模型的精准性;分析车架的弯曲和扭转刚度以及3种典型工况下的强度;采用相对灵敏度方法筛选设计变量,基于弯曲和扭转刚度的仿真分析,以质量最小为目标,1阶模态频率、扭转刚度和弯曲刚度为约束条件,对全地形车车架结构进行轻量化优化;将优化模型与基准模型进行综合对比,采用3种典型工况进行验证。结果表明：在弯曲刚度和扭转刚度分别提高4.9%和9.5%的条件下,车架总质量减少17.39 kg,降幅为7.5%。优化后的车架在水平弯曲、极限扭转和紧急制动3种典型工况下的应力分别降低15.0%、2.6%和8.8%。     

基于ANSYS Workbench的某轿车车身刚度研究

利用Catia软件对某轿车车身的三维模型进行简化,导入到ANSYS Workbench中,对车身进行前置处理并检查有限元网格划分质量。模拟仿真车身弯曲和扭转工况,计算车身相应刚度值、应力分布和车身开口处对角线变化值。分析仿真结果表明该车车身的弯曲刚度和扭转刚度都有一定的不足,但车身开口对角线变形量在标准范围内,为整车的改进设计提供了参考。     

汽车正面耐碰撞性有限元仿真分析

为研究汽车正面碰撞过程中的被动安全性能,建立了某型汽车整车有限元模型,基于中国新车评价规程(C-NCAP)对其进行评价。以运行速度为50 km/h的汽车与刚性墙发生正面碰撞为例,应用LS-DYNA软件进行有限元分析,对整车变形、车身能量、B柱加速度和前围侵入量等结果进行分析,研究汽车吸能部件对碰撞结果的影响。结果表明:碰撞过程中整车出现回弹现象,前部吸能不够充分;驾驶员侧加速度最大为41.6 g,满足国内碰撞要求;保险杠的最大位移量为490 mm,前纵梁的最大变形量为241.2 mm,从而得出碰撞中主要吸能部位为保险杆和前纵梁。通过正面碰撞仿真分析,得出该车有较好的正面耐撞性,得到的碰撞数值模拟结果可为该车的结构设计提供参考。     

基于MIDAS GTS NX对深基坑开挖变形的规律研究

以合肥市某地铁深基坑工程项目为背景，选用MIDAS GTS NX有限元分析软件建立三维基坑模型，对基坑开挖过程中围护结构的水平位移、基坑坑底隆起以及基坑地表沉降的变形情况进行数值模拟分析。结果表明：随着基坑开挖深度的增加，围护结构邻近建筑物的一侧变形会更明显，最大位移位于围护结构埋深的0.45～0.55倍处；靠近基坑中部的隆起量要大于基坑边缘，变化趋势呈开口向下的抛物线形，最大隆起量为17.29 mm;地表沉降变化趋势类似为“凹槽形”,最大值为12.25 mm,离基坑边缘中点的位置为0.58倍基坑开挖深度。同时将现场监测值与模拟数值对比分析，两者变形规律相似且误差较小。     

某乘用车后保险杠刚度强度仿真与试验研究

乘用车后保险杠在追尾和刮蹭等事故中将对车身产生保护作用,其刚度强度特性至关重要。针对某乘用车改性聚丙烯塑料后保险杠的刚度强度特性进行研究。首先通过试验测量保险杠材料的弯曲弹性模量和塑性应变曲线,然后利用Hyper Mesh创建该保险杠的有限元网格模型。在ABAQUS中完成接触等边界条件和载荷的定义,根据企业试验标准的要求对有限元模型进行刚度和强度的仿真分析,再利用台架试验进行验证,最后对刚度不达标的部位进行了改进设计。结果表明:所建立的有限元模型能较好地预测刚度强度性能;保险杠弹性特性在小变形状态近似为线性,在变形量达到20 mm以上时将呈现出明显的非线性特性;保险杠在大变形及回弹过程中表现出良好的恢复性能并能消耗一定的能量。     

基于有限元法的125型摩托车车架结构分析

针对某125摩托车局部振动比较严重，采用有限元分析软件ANSYS，对该款车架进行了结构模态分析，得到车架固有频率和振型。并与该牟架的试验模态分析结果进行比较，认为建立的模型满足设计要求，为后续车架结构优化改进工作奠定了基础。     

基于反变形和CAE的手机前壳翘曲优化

为提高手机前壳的成型质量,减小翘曲变形,提出了基于反变形和CAE的优化方法。介绍了手机前壳的平面度 误差要求和反变形设计原理,利用CAE软件Moldflow对手机前壳的注塑成型过程进行数值模拟,得到了翘曲变形的Z 方向位移分量,从而获得变形补偿量;对原始设计模型进行反变形设计和模拟验证,预测的平面度误差符合质量要求。 按反变形设计模型进行模具设计和制造,对生产样件进行平面度和外形尺寸检测,平面度误差为0.180 0 mm,比平面度 公差要求小0.170 0 mm,外形尺寸误差均在公差范围之内。研究表明该方法可以通过变形补偿来提高塑件的尺寸精度。     

某柴油机缸孔变形的优化分析

以某柴油机开发过程为例,探讨解决缸孔变形问题的优化设计方案。缸体在加载缸盖测量后,二、三缸缸孔的二阶变形量超出测量标准,经缸孔变形分析发现,二缸和三缸在缸孔深度16~22mm之间的变形过于剧烈,进排气侧变形大。后期整改过程中,设计人员增加了缸垫止推筋,着力增加缸体顶端刚度。新设计方案的优化分析表明,缸孔变形量控制在设计标准内,各缸面压分布的均匀性有所改善,优化后的缸体顺利通过缸孔变形测量。通过测量-分析-设计-分析-测量完成缸孔优化分析的循环,实现问题闭环。     

螺杆传动式贻贝卸苗设备设计

针对目前贻贝卸苗工序存在自动化程度低、操作繁琐及工人配置不合理等问题,课题组提出了一种螺杆传动式贻贝卸苗设备。借助目前所使用的卸苗设备,课题组从工作环境进行分析,确定卸苗需要的拉力,作为新型设备的设计依据;采用了SolidWorks软件和Simulation模块分别对设备进行结构建模和关键部件的有限元仿真,同时对设备控制系统进行了设计。仿真结果表明：该设备的部件之间装配合理且无干涉存在;卸苗钩和卸苗模具最大应力分别为33.9 MPa和5.89 MPa,均未超出屈服极限206 MPa,最大变形量分别为1.800 mm和0.049 mm,均不影响卸苗作业要求;机架前5阶共振频率段为13~19 Hz,未与卸苗作业振动频率发生重合。设计的贻贝卸苗设备安全可靠,可长时间运行。     

FSAE赛车双横臂悬架系统设计

根据FSAE大赛规则,采用设定基准目标的方法确定整车的轴距、前后轮距、质心位置等重要参数,完成双横臂悬架主要参数、悬架导向机构的设计。利用CATIA对悬架各部分零件进行三维建模和装配,运用ANSYA对前悬立柱、摇臂进行强度校核。分析结果显示:设计的零件满足材料的强度要求。装配完成后的赛车实际运行结果表明:设计出的双横臂悬架系统具有较好的平顺性,设计方法合理,可为车辆悬架系统的理论计算和轻量化设计提供参考。     

某重型载货汽车车架柔性化建模及疲劳分析

针对某重型载货汽车车架局部出现的疲劳寿命问题,通过有限元理论生成车架的模态中性文件,并对车架进行静力分析及强度校核。利用虚拟样机技术,建立考虑车架弹性的整车刚柔耦合模型,并对刚柔耦合整车模型进行随机路面不同速度下的整车动力学仿真,提取车架关键边界载荷谱。利用S-N疲劳设计方法,选用疲劳分析软件nCode Design-Life对车架进行疲劳可靠性分析,得到车架在不同工况以及不同车速下的疲劳寿命结果及损伤位置。结果表明:车架的最小寿命满足行驶要求,并为车架的优化设计提供了理论依据。     

装载机车架受力有限元分析

履带式装载机车架结构受力比较复杂,在设计时要对其进行强度校核是很困难的.本文对装载机车架进行受力分析,建立了车架的力学模型,将车架看作一个空间刚架,运用弹性力学及有限元理论对车架进行分析,选择几个典型工况作为车架有限元分析的计算工况,得出了车架强度的计算方法.     

挤吹线缆架结构优化设计

针对挤吹线缆架抗支撑能力不足、使用过程中产品变形量大等问题，课题组对含不同加强筋结构的挤吹线缆架在支撑载荷作用下的力学性能进行了数值仿真研究。利用UG（Unigraphics NX）软件建立了2种挤吹线缆架的有限元模型，在受力面上设计了2种不同的加强筋结构；采用正交试验法设计L9(4)正交表对其主要设计参数进行优化分析；仿真计算了挤吹线缆架在支撑载荷下的响应，比较分析了2种不同模型下的应力分布。实验结果表明加强筋的脱模斜度对产品变形量的影响最大，受力面加强筋的角度对产品所受应力的影响最大。加强筋设计为凸起结构时更利于实际生产及产品的使用。     

基于响应面法的螺纹接头快速连接器分瓣内螺纹片优化设计

螺纹接头快速连接器在工作过程中，分瓣内螺纹片结构的变形会使O形圈密封端面间隙增大，降低连接器的密封性能。课题组提出了以减小分瓣内螺纹片的最大变形量和等效应力的同时最小化结构质量为优化目标的结构优化设计方法，通过拉丁超立方试验设计方法选取试验设计点，建立分瓣内螺纹片设计变量与质量、最大变形量和最大应力的二阶响应面模型；采用多目标遗传算法优化求解出Pareto最优解集，并通过设计变量灵敏度分析对最优解进行修约。结果表明：当结构质量仅增加6.16%时，结构最大变形量减小了35.75%，最大应力减小了29.7%。该设计方法以结构质量的微幅增大实现了最大变形量与应力的大幅减小，优化效果显著。     

基于ADAMS和ANSYS的自行车车架分析

为分析自行车车架在危险冲击载荷作用下的安全性,使用三维造型软件建立了自行车车架前叉组合的三维实体模型,在ADAMS中完成虚拟样机的建立。为使仿真过程与实际情况更加接近,将车架作为柔性体处理。完成运动学分析后将提取的载荷文件导入ANSYS对车架加载,进行有限元分析。根据应力结果对车架结构设计进行安全性评估,对车架的结构设计提出改进方案,确保车架结构安全性和经济性。