副车架疲劳台架试验的有限元模拟

应用有限元分析法对副车架的疲劳台架试验进行强度和疲劳分析,得到副车架的应力分布图、副车架本体寿命云图和焊点寿命云图. 通过分析,可以预测模拟制动工况的疲劳台架试验中副车架本体及焊点可能出现的强度及疲劳问题.     

基于MSC Fatigue的副车架灵敏度分析

结合某新型商务车副车架的开发要求,利用非线性软件对其常用工况进行强度分析.根据各工况的应力分布情况,找出应力集中的位置并分析其产生的原因,通过优化软件对5个应力较大工况进行灵敏度优化设计,根据优化后的尺寸再次进行强度分析.分析结果显示,副车架在满足应力要求下,总质量减小15.72%.同时利用MSC Fatigue软件进行全寿命分析,并与试验对比,优化后的副车架满足性能要求.     

基于MSC Nastran的前副车架动刚度分析

设计某A级乘用车的前副车架,并用HyperMesh建立其有限元模型,用MSC Nastran的模态频率响应方法对该前副车架进行动刚度分析,得到相关频率的动刚度值.对该前副车架悬置点的动刚度分析可以为车辆NVH性能提供理论参考.     

可脱落式前副车架结构仿真与试验

为应对日趋严格的被动安全法规和标准以及当前流行的短前悬设计带来的整车前碰空间不足的问题,提出可脱落式副车架设计方案。首次引入三阶等效波设计方法,基于某车型Euro NCAP前部偏置碰撞仿真结果提取前副车架连接点位置的载荷特征曲线,规划可脱落式副车架的失效时域;设计前副车架脱落方式及其零部件试验方案,采用CrachFEM失效模型对试验方案进行仿真,对比5轮试验与仿真结果发现：CrachFEM失效模型仿真与冲击试验中前副车架的拉脱失效力峰值的误差最大值为4.31%。 将优选脱落结构设计方案应用于该车型Euro NCAP前部偏置碰撞仿真计算,前副车架在规划时域内脱落,第三阶等效加速度a3降低11.83%,整车位移增大20 mm,整车归零时刻延长1.1 ms,因此该方案可有效改善该车型的前部高速耐碰撞性能。     

高重复定位稳定精度的副车架设计

为了保证车载光电跟踪设备载车平台的刚度和位置稳定性,设计了一种新的高重复定位稳定精度的副车架结构.副车架采用焊接成型,通过材料和型材的选取以及结构的设计,可以提高副车架的刚度,在上述基础上,采用三点支撑的方式,能够保证其拥有较高的重复定位稳定精度.建立数学模型,在三点支撑的状态下对模型进行变形和应力分析,检验副车架的刚度性能,对模型进行模态分析,验证结构设计可以避开激励的实际频率,避免整车共振现象的发生,最后通过设计实验来检验副车架的刚度性能及重复定位稳定精度.实验结果表明副车架的变形满足使用要求,证明副车架的设计合理.     

前副车架焊缝疲劳分析和寿命优化

为评估前副车架的耐久性能,利用FEMFAT分析某汽车前副车架的疲劳寿命.提出焊缝不同区域单元的尺寸要求和焊缝连接单元的厚度要求,以保证前副车架焊缝的局部应力真实可信;采用S-N法预测焊缝疲劳寿命,计算得到的开裂位置和行驶距离与道路试验吻合良好;通过加强局部结构并重新布置焊缝位置,使前副车架通过耐久试验测试.分析表明:通过规范焊缝的建模要求,根据实际结构设置合适的焊缝类型,可准确预测焊缝的疲劳寿命,指导焊缝布置,优化产品结构.     

某SUV车架多目标拓扑优化设计

为得到同时满足刚度和动态要求的SUV车架,基于SIMP材料插值方法,分别以刚度最大和低阶模态固有频率最大作为优化目标建立拓扑优化模型,利用折中规划法建立多工况下刚度和低阶固有频率多目标优化模型,通过拓扑优化迭代得到新的SUV车架;对新车架进行仿真分析,得到其位移和应力分布及前4阶固有频率.其静态特性满足材料要求且有很大提高,第1阶固有频率提高到30.3 Hz,新车架质量减轻到193.3 kg.计算结果表明该方法能够很好地解决多目标下的结构优化问题。     

航空旋板泵结构多约束优化设计

给出了一种航空旋板泵的结构尺寸优化设计,以航空旋板泵体积模型为基础建立了结构尺寸优化设计的目标函数;并根据旋板泵主要部件尺寸、受力及性能约束建立了旋板泵结构尺寸优化设计问题的多个约束函数;最后利用该方法对某型航空旋板泵进行了结构尺寸优化设计,并采用遗传算法在MATLAB中进行了仿真.仿真算例表明:优化设计方法能够在性能不变的情况下使旋板泵的体积减小14.66％,可为航空旋板泵的结构尺寸优化设计提供参考.     

含被动高副的冗余驱动并联机器人优化设计

针对具有平移和旋转混合自由度的冗余驱动并联机器人,提出一种优化设计方法.首先,介绍了仿人类口颌设计的并联机器人,由6-PUS(prismatic-universal-spherical)并联机构模拟6条主要咀嚼肌,2个被动高副模拟下颌关节.针对机构含被动高副的特点,利用末端执行器上的3点描述位姿,建立其量纲一致的雅可比矩阵.基于机器人结构和尺寸对速度误差传递性能的影响的分析,给出了该冗余驱动并联机器人的优化方法.设置性能参数对该冗余驱动并联机器人进行了尺寸优化设计,与优化前机器人机构相比全局误差标准差下降了39.83％.结果表明所提出的优化设计方法提高了并联机构的速度传递性能,并可以扩展用于其他机器人的优化设计.     

平行多连杆样品抓取机构的动力学仿真研究

样品抓取与转移过程是深空探测的关键环节及必须的技术手段.本文研究了平行多连杆样品抓取机构捕获样品采集器并将其转移到指定位置的动力学过程,建立了动力学方程,并通过adams软件建立了计算模型,对整个动力学过程进行了详细的分析,对后续工作的研究和设计提供了支撑.     

橡胶衬套对后扭梁悬架性能的影响分析

在Adams/Car中建立后扭梁悬架模型,通过试验设计方法找出橡胶衬套各项刚度对悬架性能影响的贡献率,得出外倾角、前束角、悬架侧倾刚度及侧倾中心随衬套刚度的变化规律,最后选取影响悬架性能最大的刚度参数作为变量因子,对不同衬套刚度取不同的比例因子,通过Adams/Insight完成优化设计分析,并确定优化后的衬套刚度值.     

某车型发动机悬置后支架优化设计和疲劳分析

针对某车型发动机在振动强化试验中悬置后支架出现开裂的问题,建立悬置后支架有限元模型并进行应力分析,发现应力分析结果与试验结果一致,且原支架结构应力集中现象非常明显,主要分布在侧筋根部;用OptiStruct对悬置后支架进行拓扑优化设计,结果表明拓扑优化材料应主要布置在底部和侧筋.在此基础上,通过4种优化方案的对比得到质...     

基于Adams/Car的汽车前悬架仿真分析及优化设计

针对某车型的麦弗逊前悬架系统,用车辆多体动力学仿真软件Adams/Car建立该悬架的虚拟样机模型,对其进行双轮同向跳动激振仿真分析,并综合评价该悬架的车轮定位参数、主销后倾拖距和转向角随轮跳的响应特性.在仿真分析的基础上,针对不合理的结构设计参数,利用Adams/Insight模块进行基于设计变量灵敏度分析的优化设计.优化后的悬架参数能很好地满足设计要求,从而达到提高该悬架系统整体性能的目的.     

基于可达性的电子超市网站最优链接结构设计

提出链接可达性和网页可达性的定义.为计算网页可达性,设计了计算到达网页路径的路径树生成算法(PTSA).基于极大化网页重要性与网页可达性之间相关性的链接结构设计思想,建立一种网站最优链接结构设计的数学模型,并提出将PTSA嵌入禁忌搜索的求解方法.实验结果表明,该方法可帮助网站设计者建设链接结构合理的电子超市网站.     

基于目标分解方法的复杂系统优化设计

解析目标分解方法(Analytical Target Cascading,ATC)是一种新型的处理复杂产品及工程设计问题的系统化方法.通过构建层次化的多级优化设计架构,将系统级的设计目标依次分解至相应的子系统层和零部件层.每层的优化设计问题是最小化分解得到的设计目标的偏差问题,并以此实现系统之间的兼容,从而保证系统设计的一致性和高效性.采用Isight优化软件构建ATC的多学科优化设计仿真平台,分别以数值优化案例和工程设计案例充分说明ATC的有效性.     

基于多模型拓扑优化方法的车身结构概念设计

为获得最优的初始设计方案,在车身概念设计阶段对车身结构进行拓扑优化。车身结构性能指标综合考虑整体刚度、局部动态刚度和碰撞性能,采用多模型优化(multi-model optimization,MMO)方法解决此类复杂工况的拓扑优化问题,通过调节设计空间和设置参数,获得车身最优载荷路径。根据拓扑优化结果初步形成车身框架结构,可为后期详细设计提供参考。     

Improved link analysis method for user interface design – modified link table and optimisation-based algorithm

Link analysis (LA) is one of most widely used methods in user interface design to arrange control elements on user interfaces. However, traditional LA method is insufficient for evaluating transitional cost associated with accessibility (the easiness for the operator to reach certain control element on the interface) and the link table commonly used contains no directional information for assessing difficulty. To address these two problems, an improved LA method based on a modified link table and a branch-and-bound algorithm is proposed in this study. A case study on a simplified control interface of a boiling water reactor (BWR) in a real-world nuclear control system was exemplified to elucidate the improved method and an experiment was conducted to validate the effectiveness of the method in improving users’ performance time. The results showed that the total completion time (CT) and the completion time of accessibility-associated operations were significantly shorter on the interface modified by the improved method than by the traditional LA method, while the difference of the completion time of proximity-associated operations between the two interfaces was non-significant. Therefore, although the traditional LA method can significantly ameliorate the random interface by optimising the proximity between control elements, the improved method can further improve the CT by optimally trading off the accessibility and proximity. The method can be applied to the interface which requires physical movements between the user and the interface and within the interface, especially touch screen and control panels.     

轨道扣件弹性垫板结构优化设计

采用OptiStruct对某型铁路扣件轨下垫板进行拓扑优化和自由形状优化,实现垫板结构轻量化设计.根据优化空间最大化原则,对垂向载荷工况进行拓扑优化、对极限载荷工况进行自由形状优化.使用Abaqus极限载荷扣件系统仿真模型对优化后垫板结构性能进行验证评价.结果表明:优化后的垫板性能基本不变,质量减少约10%,刚度满足设计要求.优化结果可为垫板轻量化设计提供参考.     

车辆主动悬架优化设计与仿真分析

基于混合粒子群优化（Hybrid Particle Swarm Optimization,HPSO）算法设计了一种以降低车身加速度（BA）,悬架动行程（SWS）和轮胎动位移（DTD）为目标的车辆主动悬架线性最优控制器。建立了2自由度1/4车辆主动悬架动力学模型,运用混合粒子群优化算法对LQG控制器的权值矩阵进行优化求解,在Matlab/Simulink环境下,对不同工况下的车辆悬架进行了仿真分析。仿真结果表明,经过混合粒子群算法优化后的主动悬架在行驶平顺性和操纵稳定性上有所改善,并且优化后主动悬架性能指标BA,SWS和DTD的均方根值最大分别减少了22.56%,44.27%和19.75%。     

卫星结构板优化设计

利用MSC Patran对某板式卫星结构进行有限元建模,采用MSC Nastran对卫星进行模态分析,获取整星结构的模态参数,并与试验结果进行比对,验证有限元模型的正确性和准确度。在满足结构强度和刚度的约束条件下,对安装有效载荷单机的关键底板进行刚度和强度优化设计。优化前后结构的有限元仿真分析表明：优化设计可有效抑制载荷单机处的振动位移响应。