基于新工科背景下Hyperworks教学实践与探索

随着时代的变迁和社会的发展,传统意义上的Hyperworks教学工作重心已慢慢发生转变。本文基于新工科背景下,以某MPV车门为研究对象探索Hyperworks教学实践。借助实际工程案例实践,引导学生体会汽车CAE分析之美,进而激发学生的求知欲和自我学习意识,旨在为社会培养应用型人才,满足“新工科”要求的学生素质培养。

基于HyperWorks应用复合材料的轻量化悬架限位支架设计

某轻型卡车后悬采用钢板拼焊件加橡胶缓冲块作为悬架限位装置,但金属件支架外形笨重且高度尺寸固定,同一高度支架无法完全适配不同的悬架系统,不利于零部件状态精简及整车轻量化要求。文章应用复合材料通过结构改进对悬架限位支架进行优化设计,基于HyperWorks软件有限元分析及试验验证等方法论证优化后支架的可靠性,在满足强度性能的同时实现降本降重及零部件种类精简。

基于HyperWorks某型撒肥机悬挂机具设计的有限元分析

为了对某企业某型平台悬挂式撒肥机悬挂机具的结构尺寸进行合理设计,采用HyperWorks软件对其进行有限元静力学以及模态分析。其中,悬挂机具采用结构性网格划分方法,分别选取悬挂机具车厢边板厚度为1、3、5 mm的情形进行满载静态工况分析,结果表明,除厚度为1 mm时结构最大应力超过材料的屈服极限外,其他2种情形下悬挂机具结构的强度均能满足设计要求。考虑设计成本选取3 mm板厚作为最终的设计尺寸,对该悬挂机具进行典型工况分析,结果表明,各工况的应力均未超出Q345材料的屈服极限,满足企业对结构静态设计要求。为进一步分析结构的动态性能,对其进行约束模态分析,并选取结构振动固有频率与发动机怠速频率相近的第3、4阶频率进行对比,结果表明,悬挂机具的固有频率不在发动机的怠速频率范围内,不易引起共振疲劳,由此可得出该悬挂机具的动态性能亦满足设计要求。

基于HyperWorks的司机室防撞柱的轻量化设计

以某型内燃机车司机室防撞柱为对象,使用仿真软件HyperWorks建立有限元仿真模型,计算了防撞工况的应力分布。并在此基础上,分别使用尺寸优化的方法、尺寸与形状联合优化的方法,对模型进行优化设计改进。联合使用尺寸与形状优化可以较大程度地改善模型的应力水平,并且质量降低了20.7%,达到了轻量化的设计目标。

基于HyperWorks的电动汽车车架有限元分析

文章运用有限元分析理论,以实例电动汽车车架为分析研究对象,建立电动汽车车架有限元模型;基于HyperWorks软件进行满载弯曲和扭转工况车架静态分析,得到相应的电动汽车车架应力应变云图;并进行车架模态分析,得到车架前10阶的固有频率和主要振型;通过分析和预测车架的薄弱部位,提出了改进方案与建议,为电动汽车车架的结构优化设计提供参考。

基于HyperWorks 3MW风电机组轮毂的结构优化

为减轻轮毂质量、降低制造成本,在强度分析基础上,以HyperWorks作为分析平台,结合2种优化方法对轮毂进行结构优化,以优化结果为依据并结合实际设计经验重新建模,将MSC.Patran/Nastran作为分析平台对轮毂进行了极限强度分析.分析结果表明,优化后轮毂的最大应力为125 MPa,变形值和应力值均满足设计要求,使得轮毂质量比原来降低了30.74%.基于HyperWorks的结构优化,不但能缩短设计开发周期、减少试验次数、节省设计成本,还能有效地减小模型质量,提高结构性能.

基于HyperWorks的流程自动化系统开发与应用

针对CAE静强度分析中前处理过程中工作量大、操作步骤繁琐等问题,本文开发了适用于高速动车组铝合金车体静强度分析的流程自动化系统。该系统基于HyperWorks环境,应用Tcl/Tk脚本语言进行开发,实现了静强度分析流程的规范化,不仅可以引导设计师完成流程的分析过程,而且可以减少因设计师经验不同造成的人为失误,从而提高设计方案分析和评审效率,对企业缩短研发周期有一定的指导意义。

基于HyperWorks的机场某拖车车架结构的轻量化研究

通过UG NX软件对拖车车架结构进行建模,使用HyperMesh进行仿真前处理,并运用HyperWorks中的OptiStruct求解器对原始车架结构进行拓扑、形貌和尺寸优化及可伸缩结构设计,将最终设计的车架结构在不同工况下进行计算和结果分析,并与原始结构进行对比和校核,从而设计出满足要求的机场可伸缩拖车轻量化车架结构。

基于HYPERWORKS的某客车车架有限元分析

车架是汽车重要的基础部件之一,须具有足够的强度和刚度。应用HYPERWORKS建立了车架的有限元模型,根据对该模型进行的受力分析,施加了合理的约束条件和载荷,对车架最为典型的四种工况进行了静力学研究,并根据车架的应力应变云图,预测出车架的薄弱部位,提出了前瞻性的建议,为车架的优化设计和车架结构的改进提供了非常重要的理论依据。

基于Hyperworks的平衡轴支架拓扑优化设计

拓扑优化是一种根据载荷、约束及优化目标寻求结构材料最佳分配的优化方法,既可用于全新产品的概念设计,又可用于已有产品的改进设计;基于Hyperworks平台采用变密度法进行重卡平衡轴支架的拓扑优化设计,对优化后的重卡平衡轴支架进行有限元分析,将其应力分布、质量与原设计做比较;研究表明,经拓扑优化后的重卡平衡轴悬轴支架,应力大小大幅度减少,应力分布更加均匀,质量大幅度减少,实现了轻量化,为平衡轴支架结构的改进设计提供了重要的技术信息。

基于HyperWorks的防爆胶轮车结构拓扑优化设计

使用ADAMS对原模型进行了运动学分析,依据胶轮车的刚度设计要求,利用Hyper-Works对其进行了结构拓扑优化求解;根据优化结果减薄了主框架钢板厚度并在在初始结构上布置了横梁作为加强肋。在ANSYS中对新模型进行了动静态分析,结果表明车架的整体刚度得到提高,体现了拓扑优化方法在汽车零件初始设计中具有重要的理论意义和实际应用价值。

基于HyperWorks的装载机机罩模态分析

装载机在处于怠速和作业时其发动机罩会受到来自发动机等激振源的振动激励而产生严重的振动响应,从而直接影响机罩部件的开裂损坏和疲劳失效。利用HyperWorks建立了某企业轮式装载机发动机机罩有限元模型,详细叙述了发动机罩的HyperWorks建模流程,进行了模态分析,得到其在自由和约束两种状态下前七阶固有频率和振型。最后对模态结果进行了分析和评价,并与发动机频率对比,指出可能的共振频率,为机罩进一步的结构改进和优化提供理论依据和参考。

基于HyperWorks的电动车车架有限元分析

以HyperWorks软件为平台对某电动车车架进行简化得到其有限元模型,并对其进行弯曲工况和扭转工况下的强度和刚度计算,分析表明:车架的强度和刚度都在材料屈服范围之内;模态分析发现,车架的7阶固有频率易引起共振应避免,为车架结构设计及改进提供理论参考依据。

基于HyperWorks的混合动力环卫车副车架有限元分析及轻量化设计

为降低混合动力环卫车副车架质量和整车油耗,达到车辆节能减排的目的,采用CATIA建立混合动力环卫车副车架的三维模型,并导入HyperWorks中。利用HyperWorks建立副车架的应力分析有限元模型,并计算颠簸、转弯、加速3种工况下副车架的应力分布和变形量。基于静态的有限元仿真结果,以颠簸工况作为设计工况对副车架进行拓扑优化。根据得到的优化结果,提出在副车架上适当加工减重孔的轻量化设计方案,并对改进设计后的副车架进行仿真,验证方案的合理性。研究结果显示:在满足副车架强度和变形量要求的前提下,通过对副车架的轻量化设计,使副车架总质量降低12.96%,实现了轻量化的目标。

基于HyperWorks的车架模态分析

这里介绍了HyperWorks有限元分析流程,讨论了建模中应注意的几个问题,并以某公司新开发的中巴车车架为研究对象,利用HyperWorks建立以壳单元为基本单元的车架有限元分析模型,分析了该车架的前七阶固有频率及振型,为车架响应分析提供了重要的模态参数,同时也为结构的改进设计提供了理论依据。

基于HyperWorks的钻机机架有限元分析及优化

针对某钻机机架在使用过程中侧面槽形钢与上、下机架连接处易断裂这一问题,运用HyperWorks软件对该型机架进行刚度与强度分析,得到了其在相应工况下的应力和变形分布。之后对机架模型进行拓扑优化,根据优化的结果提出改进方案,结果满足此种工况下强度与刚度的要求。为企业提供了改进思路,节约了成本并延长了钻机机架的使用寿命。

基于HyperWorks的折叠翼结构优化设计

基于HyperWorks商业软件,利用连续体拓扑优化技术对某折叠翼结构进行结构设计。该设计问题以折叠翼翼梢部分的单元相对密度和蒙皮厚度作为设计变量,以结构应变能最小作为结构优化目标,包含质量约束和单元应力约束。根据通过拓扑优化得到的最优结构拓扑形式重新进行建模和分析,得到满足刚度和强度要求的折叠翼结构。

基于LS-dyna和HyperWorks的大客车正面碰撞仿真分析

以某企业提供的6120型客车为研究对象,使用Hypermesh建立大客车的有限元模型。使用LS-dyna进行仿真计算,模拟出大客车在碰撞过程中的变形和加速度随时间的变化情况。根据仿真发现的问题,提出改进措施,并进行验证。结果证明:局部的结构改善能提高客车的防撞性能,但要彻底的改善大客车的防撞性能,需要在客车整体结构上有较大改动。

基于HyperWorks的参数化有限元分析平台研究

针对HyperWorks软件在进行有限元分析时存在的操作复杂、容易出错以及分析者培训周期长等问题,文章运用VB.NET语言和HyperWorks提供的接口函数,基于HyperWorks软件平台进行二次开发,结合多种CAE软件的二次开发经验,开发出一个全中文环境的轴类零件参数化有限元分析CAE流程自动化平台。在该参数化有限元分析平台中,能够快速完成轴类零件的参数化建模、网格划分、选择材料以及边界处理等前处理,然后对其求解及后处理;以某轴类零件静力学分析为例,运用该平台对其进行静力学分析,验证该参数化有限元分析平台具有流程自动化、引导式等特点,能够提高轴类零件的设计效率。

基于HyperWorks的FSAE赛车排气系统模态分析

为防止赛车的排气系统在发动机的激励下发生共振,本文采用CATIA三维建模软件建立排气系统模型,将排气系统的三维模型导入HyperWorks软件中进行网格划分,并采用HyperWorks软件的Optistruct模块对赛车的排气系统进行模态分析,获得排气系统在模态下的固有频率和振型。分析结果表明,排气系统的固有频率能够避开发动机的激励频率范围,可以避免赛车排气系统共振现象的发生,而且有利于降低汽车的噪音和振动,可以满足设计要求。该研究为赛车排气系统的优化设计提供了理论依据。