矿用卡车货箱二工况综合轻量化设计

为了提高工程运输车辆的燃油经济性,降低煤炭企业开采成本,以矿用卡车货箱为研究对象,提出一种矿卡货箱的二工况综合轻量化设计方法。首先,建立矿车货箱的有限元模型,分析了满载匀速行驶和举升卸货两种典型工况下货箱的强度性能。以两种典型工况建立参数优化模型,定义5个设计变量,采用最优拉丁超立方抽样法得到样本点,在建立的二工况综合分析模型中得到对应响应值。通过对不同近似模型比较验证,选定径向基函数(RBF)模型拟合变量与响应的关系。使用非支配排序遗传算法(NSGA-II)在近似模型的基础上进行多目标优化,得到Pareto解集,并选取目标方案进行静强度和疲劳强度验证。结果表明:该方法能够获得轻量化设计参数值,优化后的矿车货箱满足二工况下的强度要求,质量降低7.47%。

基于变密度法的重型商用车车架拓扑优化设计

针对重型商用车车架自重大、结构复杂冗余等特点,及使用过程中横梁部件容易发生应力集中等问题,利用有限元分析方法,对某重型自卸车车架在静态弯曲、弯扭和0°举升卸货三种典型工况下的强度进行分析。依据分析结果,基于变密度法(SIMP)对车架纵梁、加强梁、横梁、元宝梁、主副车架连接处和铸造横梁进行拓扑优化及轻量化设计,并对优化后的车架进行仿真验证和道路可靠性试验。结果表明:优化后车架满足设计强度和可靠性要求,解决了车架典型故障;同时车架总成重量降低了105 kg,降幅10.5%,轻量化效果良好。