高强钢板冲裁断面质量的分析与优化

为分析高强度钢板在冲裁过程中边缘破裂现象的产生机理,通过实验和有限元数值模拟两个方面研究板料断面质量的影响因素,并进一步改善冲裁断面质量。基于正交试验和灰色关联分析方法,通过冲孔试验和数值模拟分析,研究了冲孔孔径、凸凹模间隙、摩擦因素和冲孔速度等因素对高强度双相钢DP780板料冲孔后断面质量的影响。结果表明：各个试验因素对板料断面质量的影响顺序为：凸凹模间隙〉冲孔速度〉冲孔孔径〉摩擦因素。同时,通过对裂缝边缘图像的观察和对有限元数值模拟的分析,揭示了剪切边缘的应力、应变分布以及边缘形貌的差异,为研究板料破裂提供了一种新方法。

沙滩清洁车举升机构优化设计与仿真

以沙滩清洁为背景,基于虚拟样机技术,设计了沙滩清洁车的举升机构。首先,利用CREO实现了沙滩清洁车的举升机构三维实体建模;将其导入到ADMS/VIEW建立虚拟样机模型,通过设置材料、定义约束、加载载荷等进一步操作进行运动学仿真并测量得到各个关键铰点的受力情况。为了实现举升机构的结构设计更加合理,各个铰点采用参数化建模,使机构做进一步的优化设计。最后仿真结果表明所设计的举升机构满足使用要求,研究内容有较高的应用价值。

供排水抢险车抽水液压系统设计与研究

根据现有的固定泵站缺陷,首先对某型供排水抢险车抽水液压系统进行原理分析与选型设计,初步设计出合理、可行的供排水抢险车移动液压系统;然后利用AMESim对设计出的液压系统进行功能数值仿真,最后进行样机试验。此液压系统采用单泵单马达闭式系统,设计目标为一定的水泵输出流量及扬程。结果表明:经过对某型抢险车液压系统回路的合理匹配设计,仿真结果、试验结果分别与设计目标基本相符,通过仿真和试验验证了其能够很好地满足作业要求。

基于某款纯电动汽车的动力电池包结构设计及优化

首先针对某款纯电动汽车的高强钢电池包进行了结构改进设计和轻质合金材料替换,提高了结构在安全和散热方面的性能,且电池包体的轻便性也得以改善;然后采用有限元仿真分析方法检验了其静态性能,并在现有设计基础上进行了细节拓扑优化和全局尺寸优化,同时根据优化数值的分布趋势,引入载荷比概念,分析得到了不同设计件在参数化设计中的取值规律;最后基于仿真与试验分析,验证了新结构的强度和刚度性能。新设计在保证电池包最大变形小于1 mm的同时,完成了电池包结构12.3%的轻量化,整车续航里程进而提升11.1%。

沙滩清洁车举升机构性能研究

目前国内外的沙滩清洁车垃圾举升机构多采用自卸式,并使用连杆机构便可以实现举升作业,连杆机构具有多种运动形式,它可以实现往复摆动、连续转动与往复移动之间的相互转换。为了实现举升机构轻量化,对通过模态分析的沙滩清洁车举升臂进行结构优化设计。首先,利用CREO实现了沙滩清洁车的举升机构三维实体建模;然后将其导入到Workbench建立有限元模型进行模态分析;最后运用Optistruct对举升臂进行静力学结构分析。基于以上模态和静力学的分析结果对举升臂做进一步的拓扑优化。优化结果表明改进后的举升臂在保证刚强度的前提下质量由17kg减为13.77kg,减轻了19%,达到轻量化目标。

基于改进响应面模型的冲压回弹工艺稳健性优化

为了减少汽车覆盖件在冲压成形过程中由于不确定因素带来的质量波动问题,针对梁类件自由回弹的问题,将正交试验法与响应面法相结合,以减小自由回弹为优化目标,工艺参数为设计变量,构建评价指标与设计变量之间的响应面模型;并针对响应面精度不足的问题,将以高斯为核函数的径向基函数用于重构响应面模型,以提高响应面的精度与阶次;在此基础上,将近似模型、蒙特卡洛模拟法与遗传算法相结合,建立了稳健性优化模型。通过实例分析,经过稳健性优化之后,零件自由回弹的最大值减小了37.01%且稳健性得到了显著提高。

沙滩清洁车履带底盘平衡梁减振器性能研究

为确定沙滩清洁车履带架上橡胶减振器最优的设计参数。首先利用三维建模软件Pro/E,建立橡胶减振器三维模型;然后运用ANSYS有限元分析法,对橡胶减振器在实际工作压力下进行静力学分析,求解出其的最大变形量、最大等效应力以及最大主应变峰值,并根据最大主应变峰值下的疲劳寿命预测公式预测其疲劳寿命;最后运用田口法对橡胶减振器进行优化设计。结果表明,橡胶内径值对减振器变形量影响最大,得出最优的设计尺寸,为橡胶减振器设计提供理论依据。

基于耐撞性能的保险杠轻量化研究

汽车保险杠结构的耐撞性与轻量化之间的矛盾是设计保险杠结构主要考虑的问题。针对某型轿车保险杠系统,通过对原钢制保险杠进行有限元仿真分析,发现该钢制保险杠的性能达不到该车型低速碰撞的要求。因此,为了实现耐撞性和轻量化的目标,将6061铝合金应用到该保险杠系统中,并将碰撞力和质量作为约束条件建立最大吸能的优化模型,以保险杠外侧板厚度、中间板厚度、内侧板厚度以及吸能盒上下板壁厚作为设计变量进行最优拉丁超立方设计,利用LS-DYNA有限元分析软件得到不同变量情况下的信息,采用二阶响应面法拟合出近似函数,结合响应面模型和具有模拟退火过程的ASA算法对5个板件厚度进行优化,在整车碰撞中比较优化后的保险杠和原钢制保险杠,结果证明该设计方案是切实可行的。

某电动汽车前舱轻量化设计

以某款电动汽车的前舱为研究对象,在保证刚度、模态以及安全性能的前提下,对其进行轻量化设计。首先将前舱各部件的厚度作为设计变量,进行关于厚度对前舱模态、刚度及其质量的灵敏度分析。根据灵敏度分析结果,选出对模态、刚度、质量灵敏性不同的部件分别进行优化设计。其中,对刚度与模态灵敏度较小的部件进行减薄,以达到前舱减重目的;对刚度与模态灵敏度较大,且质量灵敏度小的部件进行增厚,以提高电动汽车前舱整体的结构性能。最后,对前舱轻量化后的电动车进行100%碰撞模拟仿真,验证其安全性能并提出最优方案。结果表明,前舱轻量化后的电动汽车在满足模态、刚度以及安全性能的条件下,前舱整体减重5.2%,并为电动汽车的轻量化设计提供了一种可行性方案与工程参考依据。

基于形貌优化的高耐撞性电动汽车一体式电池箱设计

为了提高纯电动车电池箱体的整体结构性能,针对某款一体式电池箱进行了结构优化设计,利用有限元方法对其在跌落过程中所受的应力和变形情况进行了分析;同时对其进行了模态分析。根据分析结果,以一阶模态振动频率为约束条件,以质量最小为目标函数,对一体式电池箱上盖进行了形貌优化;将优化后的模型重新做了对比分析,结果表明,优化后电动汽车电池箱的性能得到了显著地提高,在质量基本不变的情况下,最大应力降低了10.65%,最大变形降低了32.34%,一阶模态提高了107.26%,避开了路面及驱动电机的主要振动频率,证明了形貌优化方法的有效性。

数字化工厂在智能电表自动化生产线中的应用研究

智能电表的生产仍采用传统模式,大部分制程采用人工作业,自动化程度整体水平较低,产品质量得不到保证。针对这些问题,以某公司V5.8智能电表为例,基于数字化工厂技术,设计自动化生产线,运用Catia三维建模软件进行生产线整体三维建模,运用数字化仿真软件Delmia进行机器人运动仿真与干涉分析,并对生产线整体进行生产节拍优化。对比该型号电表前后生产线生产状况验证设计方案可行性,证明数字化工厂技术在制造业领域的良好应用前景。

基于侧碰工况的某电动汽车B柱多目标变截面优化设计

以某型电动汽车为例,建立了整车以及台车有限元模型,经过整车侧碰分析后,通过设置合理的边界条件,对模型进行了简化。得到仅保留侧围的局部侧碰模型,能在保证仿真试验的结果准确可靠的同时提高计算效率。随后,基于简化侧碰模型,对变截面B柱进行多目标优化设计。根据分析结果得到B柱内外板A、B、C、D和E这5块区域厚度最优组合为0.8、1.2、0.8、1.3和1.2 mm。经过B柱的变截面设计并优化后,整车侧碰性能得到明显提升,B柱上测量点处碰撞中的峰值侵入量与峰值侵入速度均有所降低,保障了其安全性能,同时在质量上减轻了6.5%,达到轻量化设计的目的。

沙滩清洁车自卸托架侧板的拓扑优化设计

根据沙滩清洁车虚拟样机模型在仿真分析中所确定的典型工况,利用ANSYS软件对自卸装置中的托架侧板进行拓扑优化设计。对优化前后结果进行对比分析,表明修正后的托架侧板零件在满足强度和刚度的前提下质量减少17.1%,并改善了自卸装置托架的焊接工艺性。对复杂载荷零件轻量化设计、制造工艺性改善有一定的参考价值。

纯电动汽车动力电池包结构轻量化设计

为实现某纯电动汽车动力电池包的轻量化设计,结合电池包各结构件的功能属性与结构特征,通过更换铝合金材料以及形貌、拓扑、尺寸优化等CAE仿真方法对电池包中的不同结构件进行优化,使电池包在保持良好静态性能的条件下,整体质量减轻6.2%,且动态性能得到明显改善。对优化后的电池包实体进行安全性能测试,结果表明,电池包各项安全性能指标均满足国家标准要求,优化设计方案具有可行性。

履带式车辆通过性能仿真及乘员安全分析

根据某款履带式车辆具体的结构参数,通过动力学仿真软件RecurDyn构建多刚体动力学模型。对履带式车辆在越壕沟、攀垂直壁与爬坡路面工况下进行仿真分析。针对车辆行驶时驱动轮转速与路面类型的差异,研究履带式车辆在3种路况下转速与路面对通过性能的影响。基于乘员安全问题,利用MADYMO软件建立履带式车辆驾驶员冲击模型,并对模型在各路况最大冲击加速度作用下进行人体损伤分析。结果表明:该款履带式车辆在3种路面工况下的通过能力良好;在不同转速与路面类型下行驶时,车辆的通过性能有明显差异,且存在一定的规律变化;在最大冲击加速度的作用下,驾驶员人体胸部加速度、头部伤害指数等安全性能指标均在FMVSS相关标准的规定范围之内。

某乘用车前部悬架控制臂轻量化设计

针对乘用车的前部悬架控制臂质量过重问题,对某款车型的前部悬架控制臂,提出了两种轻量化设计方案。参照目前汽车使用较为广泛的铝合金与高强度钢两种轻量化材料,在初始设计方案基础上,分别对前部悬架控制臂进行了结构设计,并通过CAE仿真分析对给定工况下的前部悬架控制臂的静态性能以及疲劳寿命进行研究;同时,综合成本、轻量化程度和成型性能等多项因素,对比选出最优方案。经筛选,采用热成型高强度钢制得的前部悬架控制臂最佳,其成本可控制在较低范围,并且在满足强度与刚度的前提下实现了质量减小34%,其疲劳寿命也得到了显著提高。

基于ADAMS的沙滩清洁车举升机构仿真分析

为了研究轮式沙滩清洁车举升机构的动力学特性,基于ADAMS仿真软件平台,结合PROE建立了举升机构模型。并根据实际情况设置此机构的材料、约束、载荷等操作对整个系统进行运动学与动力学仿真分析,得到垃圾斗质心位置变化曲线和各个关键铰点的受力大小。最后仿真结果表明所设计的举升机构满足预计使用要求,为建立轮式沙滩清洁车-举升机构的实验平台提供参考依据。

社区高血压患者降压药物使用情况及合并症分析

目的:研究社区高血压患者药物处方及合并症发生情况,发现其中存在的问题并提出解决方案。方法:采用单纯随机抽样的方法选择2021年1月—12月在杭州市锦城街道社区卫生服务中心就诊的高血压患者进行研究,通过现场调查和查阅病历的方式,分析降压药物处方合理性及高血压合并症发生情况,并进行统计学分析。结果:共有1689例高血压患者纳入研究,使用最多的降压药为钙通道阻滞剂,占36.54%;使用频率最高的前3位药物为氨氯地平、厄贝沙坦氢氯噻嗪和厄贝沙坦,分别占33.96%、16.51%和8.80%;使用最多的处方为钙通道阻滞剂单药治疗,占处方总数的25.58%;高血压合并症最多的疾病是心力衰竭和冠心病,共381人,占19.84%。结论:该社区高血压单药使用及联合用药处方存在不合理现象,高血压及高血压合并症需加以进一步监测和控制。

基于正交试验的不锈钢冲压模具磨损分析及优化

模具磨损是影响模具使用寿命的重要因素之一,将正交试验法与冲压数值模拟相结合,综合评估了不锈钢冲压模具的模具硬度、摩擦系数和冲压速度对冲压模具磨损的影响,并确定最优影响因素组合。以汽车消音器外壳冲压模具为例,建立了冲压件和模具的计算机辅助工程模型,分别运用正交试验及参数试验方法进行仿真计算方案的设计。通过正交试验分析,获得了各因素对模具磨损的影响按从大到小的顺序依次为模具硬度、摩擦系数、冲压速度;同时,通过极差、方差等分析,发现模具硬度和摩擦系数对模具的磨损有显著影响。由两种试验方法对比发现,正交试验获得的磨损量比参数试验获得的磨损量减少了61.4%,最优参数组合为模具硬度65 HRC、摩擦系数0.08、冲压速度200 mm·s^(-1),该优化组合为减少模具的磨损量提供了一种参考。

基于拓扑优化的高强钢冲压凸模设计方法

由于高强钢零件有着更高的屈服、抗拉强度,在冲压生产时需要更大的成形力,因此,在设计模具时会放大安全系数,使结构强度得到提升。针对目前高强钢冲压模具结构设计经验不足,造成模具设计质量增大、成本增加的问题,采用有限元的方法,对高强钢复杂板冲压模具凸模的结构进行了刚强度分析,结合工程经验与拓扑优化技术,将凸模结构进行了优化,使模具整体的刚度提高并且模具质量减轻了10%,实现了轻量化设计。结合冲压成形模拟仿真技术,将凸模关键结构的应力状态与模具结构特点综合考量,提出了新的针对于高强钢冲压模具的设计思路。