一种获取重型矿用自卸车油气悬缸参数的试验方法

为了测试新开发的试验样车上油气悬缸的刚度和阻尼,提出了一种获取重型矿用自卸车油气悬缸参数的实车试验方法。这种方法在车辆油气悬缸上加装2个压力传感器和1个位移传感器,在实车运行时采集动态数据,根据油气悬缸刚度和阻尼定义的理论公式,获得油气悬缸的刚度特性曲线和阻尼特性曲线。试验中发现刚度特性曲线可以在装料过程中的试验数据中分析得出;而阻尼特性曲线在路面颠簸的条件下获得的试验数据中才能分析出结果。这种方法获取油气悬缸参数既不需要拆卸油气悬缸,也不需要专门的油气悬缸测试装置。

基于实测载荷的传动轴疲劳寿命分析

针对某款干混砂浆运输车传动轴的断裂问题,搭建一套现场实测传动轴动态扭矩、跳动量、转速等参数的测试装置,为该类新车型服役期传动系统的故障诊断与维修提供理论分析依据,该套装置还可应用在泵车,搅拌车的传动系统故障诊断。由于传动轴破坏的位置结构复杂,无法直接测量破坏位置处应力,将实测扭矩载荷通过雨流计数法统计后作为边界条件对传动轴进行有限元分析,推导出结构的S-N曲线,结合Miner法则对结构进行疲劳寿命估算。该套方法能够为工程机械传动轴寿命预测提供方案。

金属薄板包辛格效应的试验研究

针对薄板包辛格效应力学参数难于测量的问题,在试验中设计并加工了一套夹具来避免材料反向加载时的弯曲变形。通过薄板拉伸压缩循环加载试验,获取了材料在不同预应变下的包辛格效应曲线,计算了包辛格效应的力学参数,分析了试验中出现的反向流变曲线圆化、反向屈服应力减小、永久软化等现象。

薄壁钢管材料参数反求

针对薄壁钢管材料参数确定问题,采用有限元软件与遗传算法相结合的反求方法,确定了钢管的材料参数,并验证了这些参数。首先,建立了反求需要的计算模型,开发了参数反求程序;其次,对参数反求程序的收敛性进行了研究,结果显示该方法有较高的收敛精度;然后,建立了试验系统,通过试验获取了反求需要的材料参数;再次,根据试验测试的力与位移的关系,反求出了钢管的材料参数;最后,用一个试验实例及其仿真,验证了反求参数在工程应用中的可行性。采用该方法确定防撞杆的材料参数,对于提高汽车整体仿真精度有一定意义,该方法还可用于确定其他薄壁管材的材料参数。

拉延筋对回弹的影响机理研究

采用拉延筋影响试验、平板拉伸试验,研究了板料过拉延筋后几何参数和材料参数的变化情况,结合翻边回弹试验和回弹一维分析方法,研究了拉延筋对回弹的影响机理。研究表明,板料过拉延筋后板内的残余应力和材料的硬化是影响回弹的关键因素;等效拉延筋模型即使能提供准确的拉延阻力,一般也难以满足精确计算回弹的要求。

车身B柱冲击仿真与试验

汽车碰撞仿真中车身零件的冲压效应、材料应变率和单元网格划分等对模拟精度有一定影响.开展了车身B柱零件的冲击试验,对试验过程进行了一系列仿真,分别考虑了冲压效应、应变率效应和单元网格划分对冲击力的影响,把各种条件下仿真结果同试验结果进行了对比.研究结果表明,在模型中考虑冲压效应、应变率效应,并采用合适的单元网格划分,能提高冲击仿真的精度.

Barlat 1991模型的材料参数反求

材料模型参数对板料力学性能的描述精度对回弹预测结果有较大的影响。如果反求采用的试验所对应的仿真模型复杂,反求会很费时。采用修正的LM(Levenberg Marguart)优化算法和ANSYS LS-DYNA软件相结合的反求方法,在不带肩试样拉伸试验基础上确定Barlat 1991模型的材料参数,具有收敛快、反求省时的特点。反求过程分为两步:首先采用轧制方向试件拉伸试验数据,仿真中采用Hill模向异性模型,反求出硬化模型部分的参数; 然后同时采用与轧制方向成0°,45°,90°的试件拉伸试验数据,仿真中采用Barlat 1991模型,反求出屈服准则部分的参数。算例表明,反求的参数能够比较准确地描述材料的力学性能。

一种用于汽车碰撞模拟的网格变量映射算法及其验证

在汽车碰撞模拟中,需要考虑零件冲压后的板料厚度变化、材料硬化以及残余应力对仿真结果的影响。由于冲压仿真后的零件仿真模型中网格变形大,单元尺寸小,并且总的单元数量多,冲压后的网格模型并不适合碰撞仿真。在有限元仿真结果分析基础上,提出一种把冲压仿真模型网格变量(如应力、应变和厚度分布)映射到碰撞仿真模型网格上的变量映射算法,并开发计算程序。通过比较采用不同网格的汽车B柱冲击仿真模型的计算结果,验证上面的算法。该算法解决了网格重划后其变量的映射问题,可以减少网格重划工作,为在汽车碰撞仿真中考虑冲压效应提供一种有效的方法。

任意截面线回弹理论计算方法及应用

提出了一种任意形状截面线的回弹计算理论方法。对任意形状的截面线,根据曲率把截面线分为多个小段;每个小段近似为圆弧,按常规计算回弹的理论方法计算各段的回弹;固定截面上某一点,把回弹后的各小段装配起来,求出整个截面线上的回弹。对某汽车B柱零件上5个截面线上的回弹进行了分析,说明了该方法的可行性。采用该方法,解释了截面上出现负回弹的情况和高强度钢零件扭曲机理。

车身钣件材料对正面偏置碰撞安全性的影响

采用正交试验方法分析车身钣件材料变更对汽车正面偏置碰撞的安全性的影响程度。建立了某车的正面偏置碰撞模型,提出了对偏撞安全性的评价指标,对多个不同钣件材料更换组合进行了仿真分析。最终得出了各钣件材料变更对各个评价指标的影响程度和排序。

温度对橡胶隔振器力学性能的影响

在隔振器的设计选用中,有必要考虑温度对分动箱隔振器的力学性能影响。开发一套安装橡胶隔振器的试验夹具,把夹具和隔振器都安装在带有温控箱的疲劳试验机上,直接测试隔振器在不同温度下的力学性能。开展3个环境温度下的试验,研究环境温度和橡胶垫振动中的温升对隔振器的动刚度和阻尼系数的影响。结果表明温度对隔振器力学性能有较大影响,温度的升高,分动箱隔振器的动刚度和阻尼系数逐渐减小。该方法可广泛应用于测试不同温度下各类橡胶隔振器的力学性能。

特种条件下运载工具乘员保护装置管式安全气囊与护颈器仿真计算研究

围绕特种条件下运载工具碰撞中的乘员保护装置开展仿真计算研究。所涉及的特种条件包括地面和水面运载工具的高速复杂碰撞以及航天运载工具着陆时的复杂碰撞条件,同时也包括对乘员保护装置的质量限制、防爆性能要求和环保性能要求等。根据工程实际的需要,对所发明的复合式高性能安全气囊和复合结构护颈器这两项特殊的乘员保护装置进行了仿真建模、仿真分析和参数优化。仿真研究表明所提出的技术方案能在给定的特种碰撞条件下对乘员提供有效的保护。

基于板料网格变形的翻边工序修边线确定方法

车身零件翻边前一般有修边工序,需要准确的修边线,否则翻边后零件达不到零件尺寸要求。为减少修边模的开发周期和成本,提出一种基于板料网格变形的修边线确定方法。在零件毛坯上蚀刻上正方形网格,进行翻边前的一些工序;根据估计的修边线,得到翻边前的零件形状,测量出翻边前在修边区域上各网格点的坐标;对零件进行翻边,测量出翻边前后在修边区域上各网格点的坐标;根据翻边前后的零件网格以及翻边后零件的边缘线,通过翻边前后网格比例变形关系确定出翻边前修边线位置。如果试冲零件边缘线有误差,可反复采用这种方法优化修边线。这种方法可在模具调试或在仿真中采用。采用一个汽车地板零件的修边线确定算例,验证了上面提出的方法的可行性。

温度对薄板抗起皱性能的影响

连续快速的冷冲压经一段时间后温度升高会影响到薄板的抗起皱性能,为研究温度变化对抗皱性能的具体影响,进行了不同温度下的单向拉伸试验和方板对角拉伸试验,并得到了薄板拉伸件在常温、75℃和150℃下的力学性能。单向拉伸试验结果表明,随着拉伸温度的升高,薄板的弹性模量、屈服强度和切线模量都有不同程度的减小。利用得到的不同温度下的材料参数对方板拉伸试验进行仿真,发现试验和仿真的拉力-拉伸位移曲线吻合较好。对比仿真和试验结果发现,在研究的温度范围内薄板的抗起皱性能易受温度变化的影响,且随着温度升高先后经历了上升和下降的变化过程。

空压机支座螺栓孔开裂原因分析

某款干混砂浆运输车上空压机支座螺栓孔开裂,导致螺栓容易被拉出。由于空压机结构的特殊性,空压机支座螺栓孔受到动载作用,这个动载难以在试验中直接得到。采用动力学仿真软件Adams,建立刚柔耦合模型,采用弹簧替代螺栓,对螺栓的受力进行仿真分析,最后得到螺栓孔的拉力,确定螺栓孔开裂的原因。结果表明:螺栓孔上的最大拉应力超过抗拉强度,从而导致螺栓孔开裂。

型材截面几何特征对绕弯成形翘曲的影响

为提高铝合金型材绕弯成形后弯曲件的尺寸精度,运用仿真分析的方法研究了在绕弯成形过程中截面几何特征对竖直壁型材成形翘曲的影响.改变具有竖直壁结构型材的截面几何特征,得到不同型材的成形结果并进行对比分析.结果表明:增加竖直壁型材外侧横向特征的对称性有助于减小成形翘曲变形;增加内侧特征能够显著减小翘曲.该研究结果可以指导型材截面设计,减少成形的难度.

等效拉延筋模型对回弹预测的影响

等效拉延筋模型是影响回弹预测结果的一个重要因素。结合拉延筋试验、拉延筋试验的仿真以及拉深的仿真,研究了等效拉延筋模型对回弹预测结果的影响。结果显示,板料经过拉延筋后,出现材料硬化、变薄,并且有因横截面应力形成的力矩;仿真中采用等效拉延筋模型时,对板料经过拉延筋后出现的这些现象都不能准确地模拟。板料的硬化、在板料横截面的力矩,对工件的回弹预测结果影响显著。板料的横截面力矩的准确描述,对回弹预测的精度尤其重要。为了提高回弹的预测精度,有必要提出修正的等效拉延筋模型。

先进高强度钢车身零件局部几何特征设计意图及其图示方法

在分析先进高强度钢车身零件局部几何特征设计意图的基础上,提出并举例说明了零件局部几何特征设计意图的图示方法,讨论了该方法在零件冲压工艺设计中的应用。采用这种表达方法,冲压工艺分析人员根据车身零件设计人员提供的设计意图可针对性地提出几何设计变更,改善零件的可制造性;车身零件设计部门根据冲压工艺分析部门提供的设计意图,优化零件设计。该方法的完善和推广,有望降低车身零件制造难度,缩短车身零件设计与制造周期。

干混物料运输车取力器螺栓疲劳寿命分析

某型干混物料运输车取力器的紧固螺栓出现频繁断裂的问题,采用试验和仿真方法对该故障进行分析。变速箱取力器通过传动轴驱动空压机,通过空气压力把物料输送到工地料仓中。测试了不同转速下传动轴上的力矩特性,发现低转速下力矩值大,并且力矩波动范围大。建立了取力器的疲劳仿真模型,施加不同转速下的力矩载荷,分析了在不同转速时取力器螺栓的疲劳寿命,发现转速越低,取力器螺栓疲劳寿命越短。研究得出,在低转速下空压机存在强交变力矩是导致取力器螺栓断裂的原因。通过干混车的定速巡航功能,让空压机转速稳定在950 r/min,解决了取力器螺栓断裂的问题。

考虑实际流场的热冲压模具模温分析方法

针对复杂成形件的热冲压模具提出一种考虑流场分布差异影响的模温分析方法.通过Fluent流场分析计算出冷却水道管壁各节点处的对流传热系数,计算过程中考虑了水道结构所导致的流场分布差异对传热能力的影响;利用LS-DYNA完成板料成形及保压淬火过程的仿真模拟,获取板料上的温度数据;以A柱边梁为研究对象将仿真分析结果同热冲压生产线上的实际冷却效果进行对比.结果表明,考虑流场影响的模温分析结果中高温区域的分布和实测一致,12个温度监测点处最大温度误差为3.6℃,平均温度误差为0.96℃,而采用平均传热系数的仿真中温度分布及最大温差点发生改变,监测点最大温度误差为9.1℃,平均温度误差为4.96℃.仿真与试验对比表明:流速的改变对传热系数的影响显著,基于流场分析的模温分析方法考虑了热冲压模具冷却水道中流速差异性分布的影响,能够用于复杂零件及多腔模具的模温分析.