概念设计阶段基于混合元模型的纯电动铝合金汽车车身轻量化优化设计

在汽车车身概念设计阶段,针对轻量化设计及优化白车身刚度问题,建立了某款纯电动铝合金汽车车身骨架基于真实接头的简化力学模型。运用灵敏度分析筛选出灵敏度较大部件,然后利用元模型的优化方法(hybrid and adaptive meta-modeling method,HAM)对灵敏度较大部件进行截面厚度优化,使优化目标车身质量得到了降低,同时改善了车身的模态和刚度,根据研究的数据制造了电动车车身。     

基于边光滑有限元的声固耦合研究

在声固耦合的计算分析中,一般采用耦合的有限元或者耦合的有限元与边界元等数值方法来进行模拟。由于有限元系统偏硬,因而在使用有限元进行声学及声固耦合问题的模拟中,都会产生比较大的数值误差。为了降低声固耦合系统的刚度,降低有限元的计算误差,通过采用耦合的边光滑有限元法来对三维的声固耦合问题进行模拟。由于三角形网格和四面体对于任何复杂几何模型的离散适应性很强,因此在结构域中,将采用三角形来离散系统,而在声学域中,采用四面体来离散,并对结构域中三角形板单元以及流体域中的四面体单元都进行基于单元边的梯度光滑操作。通过数值算例的研究结果表明,光滑梯度操作能够适当降低有限元系统的刚度,使离散系统刚度更加接近连续系统的刚度,数值解更加接近真实解,从而为本方法的进一步应用打下基础。     

车身动态刚度链建模及正向概念设计研究

提出了车身正向概念设计流程,由车身A级面及整车总布置方案建立了车身简化几何模型,确定了22个车身主断面位置,并以主断面属性为设计变量,基于梁单元理论与传递矩阵法得到模态坐标系下的车身动态刚度链数学模型,建立了主断面属性与车身固有频率的关系。以车身轻量化为目标函数,以车身静刚度与固有频率为约束条件对车身进行优化,采用遗传算法求解,确定优化后的各主断面属性参数。通过对比近似标杆车的静刚度与模态分析结果验证了动态刚度链设计方法的可行性。     

翼子板结构刚度模态分析与优化

以车身部件翼子板为研究对象,运用Hyperworks软件对其进行有限元分析.将翼子板CATIA模型导入专业网格划分软件Hypermesh并进行几何清理,之后以壳单元为基本单元,对模型进行网格划分.在此基础上,运用求解器OptiStruct对翼子板进行结构分析和模态分析.根据分析结果,针对翼子板局部应力较大的现象,提出了增加加强筋的结构改进建议.     

某轿车白车身模态分析与优化

论述有限元模态分析基本理论,采用Hypermesh软件建立了某汽车白车身有限元模型.通过optistruct对该模型进行模态分析计算,得到白车身的各阶模态频率和模态特性.并对结果进行分析,提出利用各阶模态的应 变能分布,确定车身结构弹性变形最大位置的方法,有针对性地加强车身的局部刚度用以提高固有频率,最后计算出优化后的...     

车身有限元建模与验证研究

随着计算机技术和数值分析的不断发展,CAD与CAE技术已在当今汽车设计过程中普遍采用.首先采用CATIA建立某轻型客车的简化车身几何模型,在此基础上采用HyperMesh进行网格划分.考虑到车身曲面形状复杂程度和计算精确度的要求,主要采用了四边形单元来划分网格,在一些对模型精度影响不大或曲面较复杂的地方采用三角形单元来划分网格,将得到的网格化模型导入ANSYS,计算得到各阶固有频率及模态振型.最后通过试验,将试验模态与计算模态进行对比分析,验证所建车身有限元模型的可靠性,从而为后续车身动力学特性分析打下基础.     

微型客车车身结构模态分析研究

采用模态分析方法,针对由于振动带来的车身结构变形进行了分析,获得了车身在原始设计状态下的振动频率和结构变形,预测出了车身在不同频率下的振动模态,通过增加局部结构件的方式在加强车身的刚度的同时提高了车身的低阶振动频率,进而降低车身的结构变形。通过模态分析和实验结合的方式获得了满足车身刚度设计要求的车身结构。路试证明,模态分析是一种有效的预测方法,增加的局部结构件能够有效地提高车身的刚度。     

基于HyperWorks的车身结构刚度与模态分析

基于有限元和模态分析的基本理论,以半承载式客车车身为研究对象,建立以壳单元为基本单元的有限元分析模型。分析了车身弯曲刚度、扭转刚度和前六阶固有频率及振型,为车身的响应分析提供重要的模态参数,同时也为车身优化设计提供依据。     

基于Taguchi与TOPSIS-熵的车门多目标离散稳健优化研究

车身轻量化已经成为当前研究的重要方向,而车门作为汽车车身的一个相对独立的部件,如何在保证性能要求的基础上实现其轻量化是当前研究的热点。为实现车门轻量化,并保证其刚度、模态及耐撞性等性能,同时提高设计的稳健性,提出了一种基于连续Taguchi方法和TOPSIS-熵的多目标离散稳健优化算法;该方法充分利用了试验数据的决策信息,使优化效率大大提高。采用提出的算法对国内某款汽车前门结构进行优化的结果表明,不仅能满足刚度和模态要求,车门质量下降了28.44%,柱碰工况所吸收的能量增加了3.07%,同时提高了车门系统的稳健性,在工程实际中,具有非常强的实用性。     

基于灵敏度分析的商用车驾驶室白车身轻量化设计

为了提高商用车前期设计阶段的工作效率,在商用车白车身设计的概念阶段引入隐式参数化建模思想。使用SFE-CONCEPT软件建立某商用车驾驶室白车身隐式参数化模型并对该模型进行实验设计分析,录入白车身63个零/部件的厚度数据作为设计变量的筛选基础,分析其对模态、刚度和质量的灵敏度,并定义相对灵敏度,选出对质量影响较大的零/部件进行优化。获得了白车身弯曲刚度和扭转刚度分别降低了1.9%和1.5%,白车身1阶弯曲模态和1阶扭转模态频率分别提高了7.2%和6.5%,车身质量减轻了18 kg,轻量率达6.06%的优化结果,有效地实现了轻量化目标。