中巴车铝合金立柱截面多目标优化

立柱是轻量化中巴车身的核心构件,其综合力学性能取决于型材截面形态。提出一种基于响应面的截面特征参数多目标优化方法,首先进行6063铝合金材性试验及立柱构件的拉伸和弯曲试验,测得材料的力学性能参数、立柱轴向和侧向的极限承载力。试验结果表明立柱构件的侧向受力能力远小于轴向受力能力。为提高立柱综合性能,采用最优拉丁超立方试验设计分析,选取敏感度大的截面特征参数作为设计变量,以质量、最大变形位移、最大应力的最小化为综合设计目标,建立多目标优化的数学模型。基于Kriging算法构建最大变形位移和最大应力的响应面仿真模型,应用多目标遗传优化算法(MOGA)全局寻优得到最优解。优化方案最大变形减小0.62%、最大应力减小11.06%、质量减小12.48%。

不同厚度50Mn钢板火焰切割热影响区范围

针对不同厚度50Mn钢板火焰切割取样过程中,取样范围较难确定的问题,通过试验和数值模拟研究了5mm厚度50Mn热轧钢板在氧-乙炔火焰切割条件下热影响区的范围,并进行了硬度试验来验证模拟精度;利用热力学分析软件FLUNT对不同厚度50Mn钢板火焰切割过程进行温度场模拟,得到了不同厚度50Mn钢板火焰切割的热影响区范围;最后对热影响区宽度和钢板厚度进行了线性拟和,确定了最小加工余量Y与50Mn钢板厚度x的关系为Y=1+int(10.31+0.11x)。

电动客车铝合金车身榫卯节点弯曲性能研究

针对铝合金型材难焊、怕焊的特点,设计了一种用于电动客车铝合金骨架的榫卯连接节点,对铝合金型材梁、榫卯节点及加强榫卯节点三种结构开展了三点弯曲性能试验,研究比较了三种结构的破坏模式、力学性能和应变分布。研究结果表明,型材梁破坏模式主要是腹板屈曲变形及下翼缘受拉断裂,榫卯节点及加强榫卯节点能够减少单根卯梁腹板受力过程中的屈曲变形,两者的失效主要表现为卯梁下翼缘处焊缝开裂。在三种样件中,加强榫卯节点峰值力最高,型材梁弯曲刚度、吸能效果均优于其它两种样件。相同弯曲力下,榫卯节点卯梁腹板处应变高于型材梁,节点加强后,卯梁腹板应变有所减小,翼缘处应变增大。

一种全铝客车车身的快速等效分析计算方法

全铝合金轻量化纯电动客车空间骨架由一系列不同截面的型材构成,精细化仿真计算量大、计算效率低,针对于此,提出一种基于等效刚度单元的客车车身有限元快速计算方法。首先针对复杂截面铝合金梁,对截面进行子截面划分并以梁单元进行定义,然后在纵向间距上用刚性梁单元进行连接,从而形成空间梁单元组合体,保证与原来梁截面的几何和性能等效;接着将该方法应用于铝合金客车大梁和车身骨架的分析计算中,仿真结果与实验结果进行了对比验证。研究表明,提出的方法在针对复杂截面车身骨架计算时计算效率高,可用于车身骨架的正向设计。