惯性释放原理在车架结构优化设计中的应用

为了消除有限元方法静力分析过程中约束点的反力对结构应力状态的影响,将惯性释放原理引入车架的结构优化设计中,基于拓扑优化结果所建立的车架结构进行了静力分析,对比分析了两种惯性释放方法及普通约束方法在各工况条件下所得的车架应力和位移的异同。计算结果表明所设计车架结构符合设计要求,使用惯性释放方法可以消除约束点的反力造成的应力集中,有利于对车架结构的强度进行更加合理的分析与评估。

微型电动车车架结构优化设计方法

为了提高某微型电动车车架的力学性能并减轻重量,将可靠性理论引入车架结构的优化设计。考虑了多种行驶工况的冲击载荷对车架的破坏作用,给出多工况条件下拓扑优化结果,建立满足各总成的布置和实际行驶要求的新设计结构,基于结构可靠性和有限元法对新设计车架的结构参数进行了可靠性优化设计。理论分析和车架的实际应用情况表明,该车架设计合理,说明该优化设计方法进行车架结构设计的有效性和可行性,为结构优化设计提供一种思路。

多工况下微型电动车车身结构拓扑优化设计

以车身多工况权重刚度最大化为优化目标,以体积比、节点位移及一阶频率为约束条件,建立了微型电动车车身结构多刚度拓扑优化模型。在采用线性加权方法将多刚度这一多目标优化问题转化为单一目标优化的过程中,基于层次分析法提出了多工况权重比的计算方法。该方法使车身优化设计中权重比的设定有据可依,可避免由于设计者主观因素造成的权重比偏差。该多刚度拓扑优化模型体现了车身结构的拓扑优化设计,得到了满足性能要求的清晰车身结构。

多工况悬架下摆臂结构优化设计方法研究

采用了多种优化设计方法,以某悬架结构为例进行了结构优化设计方法研究。通过对车辆行驶工况和对车体空间布置的分析,建立了拓扑优化可设计域和非可设计域,完成了悬架结构的拓扑优化设计,并建立了工程结构。基于强度分布与应力干涉理论,将可靠性理论和优化方法相结合,进行了可靠性优化设计。其优化结果与尺寸优化和形状优化结果进行了对比,证明了优化设计方法的有效性和可行性,为工程结构提供了一种新设计思路。

微型电动车车架优化设计研究

依据车架结构的受力特性及其材料的性能要求,建立了优化数学模型。考虑了多种行驶工况的冲击载荷对车架的破坏作用,采用有限元和结构拓扑优化设计相结合的方法,对车架进行了结构优化分析,并以满足各总成的布置和实际行驶要求对车架结构进行了全新设计。对新设计车架进行了刚、强度校核及模态振型分析。实际使用情况表明,该车架设计合理,说明拓扑优化设计的方法对车架结构设计的有效性和可行性,为结构优化设计提供了一种思路。

基于可靠性原理的悬架下摆臂轻量化设计研究

基于可靠性理论,结合有限元结构优化方法进行某悬架下摆臂的轻量化设计。轻量化设计后的结构质量略有减少,结构可靠性大大增加,达到了结构优化设计的目的。优化后的结构在原理样车上的应用验证了有限元分析结果的正确性和该优化设计方法的可行性。

轿车并列行驶湍流特性的数值模拟

为了研究复数车辆并列行驶的湍流特性对交通安全的影响,采用移动地面模拟轿车相对地面的运动和旋转壁面模拟车轮转动的方法,进行了两辆轿车并列行驶外部流场湍流特性的数值模拟研究。以单倍车宽侧向间距的两辆轿车为典型算例,给出了汽车车身表面的速度和压力分布,并讨论了右侧轿车尾部流场3个典型截面的速度分布和尾部流线分布情况。重点对比了0.1、0.3、0.5、1、2倍车宽间距的两车流场的流线分布情况。右侧轿车侧向力系数的对比分析说明:随着两车侧向间距的减小,迅速增大的侧向力将两车压向彼此。为保证行驶安全性和操纵稳定性,两车并列行驶的安全距离应该在单倍车宽与0.5倍车宽之间。

动力总成悬置系统隔振性能的有限元分析方法

应用有限元方法对某重型卡车的发动机悬置系统的隔振性能进行分析。首先,建立发动机和变速器的简化三维实体几何模型,使其与部件的轮廓基本符合,保证其质心基本上保持不变;再通过适当选取密度数值使质量、转动惯量也基本上保持不变。对悬置元件建立有限元分析模型,根据其生产厂家提供的参数和有限元分析结果确定悬置橡胶材料的弹性模量与泊松比。建立包括发动机、变速器及其悬置元件的动力总成悬置有限元分析模型,对该模型进行模态分析,得到悬置系统的各阶刚体模态频率与振型。分析结果证明了这种分析方法的有效性。

轿车外流场车轮转动时侧风效应的数值模拟研究

为了研究侧风条件下车辆行驶对交通安全的影响。以某轿车1∶5模型为算例,采用了移动地面模拟轿车相对地面的运动和旋转壁面模拟车轮转动的方法,进行了侧风角分别为0、5、10、15°和30°及车轮转动和静止情况下的数值模拟。输出了车身附近和转动车轮附近的流线、纵向对称面和左方前轮的压力曲线和部分车身表面摩擦力分布情况。对比分析了各侧风状态下的侧向力系数变化情况。研究结果表明:随着侧风角的增大侧向力迅速增大;转动车轮条件下的气动阻力较低,计算精度较高,基本与试验情况吻合。

轿车地面效应的数值模拟

以简化的轿车模型为研究对象,利用移动边界条件进行地面效应的数值模拟,得到了轿车的气动力数据。并与同样条件下固定地面边界条件数值模拟的压力曲线进行了比较和分析,其数值模拟结果与实验值的对比表明二者吻合较好。该模拟方法基本消除了固定边界层对车身底部的影响,从而提高了地面效应数值模拟精度。

高速列车湍流特性的数值模拟

为了研究不同的湍流模型对数值模拟结果精度和数值准确度的影响,采用了PRO-E和ICEMCFD进行模型的建立和网格的生成,使用FLUENT软件对高速列车外流场进行分析,在其他条件不变的情况下,湍流模型选用双方程k-ε模型和标准k-ω模型,通过对流场的受力和速度分布图的分析对比,可以看出RNGk-ε得出的数值结果与真实情况最接近,更加符合列车外流场气动的特性。

纯电动汽车动力电池包散热数值仿真研究

为了解决某纯电动汽车在高速工况下电池包散热问题,以其动力电池包和简化车体为研究对象,在STAR-CCM+软件平台上开展了电动汽车动力电池包的散热对比分析,提出了增加导热介质的解决方案,并选定了最优方案进行实车试验验证。实车试验结果表明,该优化方法成本较低,可行性好,解决了电池包散热困难的问题,为电动汽车动力电池包的热管理开发提供了新思路。

纯电动汽车下摆臂结构优化设计

为了解决在基础车平台上开发纯电动汽车过程中零部件借用时强度降低,以及整车质量增加需要零部件轻量化的问题,以某纯电动汽车下摆臂为研究对象,分析了其载荷工况,利用有限元工具结合惯性释放方法开展了强度分析和优化工作,解决了直接借用原车型部件带来的强度不足问题;为了减少能耗、增加整车行驶里程,在优化结构上开展了材料轻量化设计,最终轻量化部件质量减轻约30%,达到了减轻质量、增加里程的目的,为新能源汽车零部件的开发提供参考。

轿车尾部流场的数值模拟研究

本文以简化的轿车模型为研究对象,利用固定边界和移动边界条件进行了数值模拟,得到了该轿车的气动力数据、尾流速度场、气流迹线、尾流结构及尾部涡系.与CA774对比研究表明,该轿车改善了尾流结构,从而使气动特性改善、气动系数明显降低.

城市道路车辆行驶照明范围需求研究

根据CIE 188技术报告提出的评估维度,结合中国城市道路的设计参数,对车辆前照灯夜间照明范围进行了系统分析和研究,为同行业后续关于前照灯光学设计和整车前照灯性能评估提供了设计思路和参考。

有限元法在安全气囊控制器开发中的应用

纯电动车的升级车型因为整车质量大幅增加,汽车碰撞的减速度曲线特征发生变化,需要重新标定安全气囊控制器(气囊ECU)。基于模拟分析经验,应用LS-DYNA有限元软件对气囊ECU标定的19项整车碰撞试验工况进行模拟,代替整车试验。项目实践显示,模拟结果与试验结果拟合较好,准确复现了汽车变形过程的减速度曲线特征,标定周期缩短70天,节省开发费用1 024.8万元。项目实践成果证明,基于经验的有限元法在气囊ECU标定中可以替代部分试验,随着该方法研究的进一步深入,将来可以应用到新车型的开发过程中。

地下连续墙液压抓斗技术发展趋势探讨

国内外地下空间工程的快速发展,促进了地下连续墙工艺的广泛应用。地下连续墙液压抓斗作为地下连续墙施工的关键设备,在施工效率、可靠性、智能控制等方面取得较大进步与发展。随着社会经济的快速发展,自动控制、节能环保、人机工程将成为地下连续墙液压抓斗的主要发展方向。