基于多体动力学的479Q发动机连杆载荷与强度分析

以479Q汽油机为研究对象,建立了曲轴、连杆和活塞的三维几何模型和多体动力学模型。载荷边界条件采用真实示功图和负载数据,得到了做功行程中作用于连杆两端的载荷谱。采用惯性释放技术计及惯性力对连杆应力的影响,计算得到了做功行程中任意时刻连杆的动态应力场。对静力计算方法和惯性释放方法进行了对比,后者得到的动态应力场更加接近真实情况。根据曲轴转速为2 000 r/min时的气缸压力测试曲线(最高燃烧压力4.6 MPa)和对应的发动机扭矩(165 N.m),计算得到连杆最大轴向载荷为26 kN,最大工作应力为259MPa。根据局部应力应变法,该工况下的寿命为2.941×1016转,连杆近似为无限寿命。

基于有限元法的某微型货车车身疲劳寿命分析

建立某微型货车车身的有限元模型,在MSC.NASTRAN中采用惯性释放法对其进行静态分析并得到其应力分布状况,再在MSC.ADAMS/Car中建立该车的刚柔耦合多体动力学模型,得到其在H级路面的载荷谱。在这些基础上,在MSC.FATIGUE中进行白车身的疲劳寿命分析,分析结果与试验数据比较吻合。对寿命较短的部位进行改进,取得良好的效果。

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。

基于MSC.fatigue的某轻型客车车架疲劳寿命分析

针对某轻型客车杂合车在路试5 000 km时车架出现疲劳裂纹的问题,综合采用多体动力学、有限元和疲劳分析方法对其进行疲劳破坏仿真.在MSC.Adams/Car中建立该车的多体动力学模型得到其在B级路面的载荷历程,在MSC.Nastran中采用惯性释放方法对其进行静力学分析,在MSC.Fatigue中对其进行疲劳寿命分析,通过对结果深入研究,找到该车架产生疲劳裂纹的主要原因,提出了合理的改进方案,最后对改进后的车架结构进行了寿命对比验证.

惯性释放在飞行器静气动弹性仿真中的应用

介绍了惯性释放理论以及基于CFD/CSD耦合的静气动弹性计算方法,比较了静气动弹性计算中的三种系统载荷平衡方法。三种方法的计算结果分析表明,在气动弹性计算中应用惯性释放方法能够降低施加模型约束的难度,提高模型描述的准确性及仿真计算精度。

船体结构强度直接计算中惯性释放的应用

介绍惯性释放的功能和原理,并以某观光潜艇和江海直达推船的全船结构强度直接计算为例,说明惯性释放功能的应用。

惯性释放在汽车飞翼门slam分析中的应用

为评估汽车飞翼门开关门疲劳性能,利用惯性释放方法对车门进行slam分析.分析表明,惯性释放方法能快速、有效地再现车门slam过程中的应力响应,有利于在汽车开发前期预估车门结构性能,提高设计水平.

汽车悬架下控制臂的有限元分析

以某一具体的悬架下控制臂为研究对象,建立悬架控制臂有限元仿真模型。在有限元静力分析过程中,引入惯性释放原理,计算不平衡外力作用下结构的运动(加速度),通过惯性力构造一个平衡的力系,从而消除约束点反力对控制臂结构强度计算造成的应力集中影响。分析汽车悬架控制臂的静刚度特性,对悬架控制臂分别在拉、压工况下进行拉溃力和压溃力有限元分析。分析结果表明,此悬架控制臂满足静刚度特性和强度特性设计要求。

基于动力学仿真的零件拓扑优化方法研究

针对运动机构中零件拓扑优化设计的问题,提出一种以动力学仿真分析为基础、以拓扑优化计算为核心的优化设计方案,避免了针对单一工作时间点进行零件拓扑优化设计的风险,保证了复杂运动机构中零件拓扑优化方案的可信度。以发动机配气机构中某零部件为例,介绍了新的设计流程的应用过程。

考虑刚柔耦合特性的SUV控制臂强度分析

针对企业某SUV控制臂强度能否满足使用要求的问题,以其麦弗逊前悬架控制臂为研究对象,运用HyperMesh建立了控制臂有限元模型。针对4种不同工况下的载荷边界条件,建立了以控制臂为柔性体的刚柔耦合的麦弗逊悬架动力学模型,将建立的悬架模型进行运动学仿真与实车K&C测试数据对比验证了悬架模型正确性,通过施加各个工况下的轮胎接地力进行静载仿真分析确定了控制臂载荷输入,应用惯性释放法对控制臂进行了强度分析,为验证和改进控制臂的结构提供了理论依据。

8000t级江海直达驳船的全船结构强度直接计算

对8 000 t级江海直达驳船建立全船结构有限元模型,对特定航线的波浪载荷进行直接计算,参照CCS《散货船结构强度直接计算指南(2003)》计算货物压力,取用强度标准,利用惯性释放处理载荷平衡及边界条件。计算表明该驳船结构满足强度要求。

基于刚柔耦合的转向架构架关键部位疲劳分析

以某型地铁车辆转向架构架为研究对象,根据结构模态综合法基本原理,通过有限元模态分析对构架进行主自由度缩减,得到构架模态中性文件。建立地铁车辆刚柔耦合多体动力学模型,利用多体动力学仿真,得到不同工况下构架关键部位的应力时间历程变化趋势。最后采用惯性释放法对构架关键部位进行准静态应力分析,依据车辆刚柔耦合多体动力学模型得到转向架构架关键部位的边界载荷,结合材料的S-N曲线,最后通过虚拟疲劳仿真的方法预测构架关键部位的疲劳寿命。

惯性释放法在大型复杂结构焊接变形预测中的应用（英文）

在进行大型结构焊接变形有限元分析时,为了固定整体结构刚体位移必须施加不少于6个自由度的约束,但对于自由状态下的结构而言,如何施加这6个最少约束是非常的困难,长期以来是困扰研究人员的难题,也是焊接结构有限元分析在工业现场应用的一个瓶颈。所谓惯性释放法就是可以在不加约束的情况下模拟自由结构的变形。该文将在航海航空领域得到广泛应用的惯性释放法引入大型焊接结构变形分析,解决了自由状态下结构必须施加约束的问题。首先以典型的对接接头为例,比较了两种不同的约束方法之间的差别。然后通过一个典型的船体焊接变形预测的实例,验证了惯性释放法在大型结构中应用的可行性,为焊接结构变形分析在工业生产中广泛应用提供了一个有效的方法。

舱段有限元分析等效计算总纵强度研究

对采用舱段有限元模型进行船体总纵强度分析时,边界条件及计算载荷的施加进行研究,并通过一艘实船的整船与舱段模型的对比分析,表明舱段模型与全船模型的分析结果具有良好的一致性。

惯性释放在油船结构强度直接计算中的应用

以一艘大型油轮结构强度的舱端模型直接计算为例 ,说明惯性释放功能的应用 ,讨论边界条件、端面剪力及结构自重对于应力计算结果的影响。

超大型集装箱船上甲板舱口角隅疲劳强度评估

基于ABS规范,采用MD/Nastran有限元分析软件建立细化有限元模型,结合惯性释放技术,对万箱级集装箱船上甲板机舱前端及起居室后端椭圆形舱口角隅疲劳强度进行评估,并对起居室后端舱口角隅结构采取4种可行的优化措施以改善该处的疲劳强度。

基于折衷规划的汽车悬架摆臂多目标拓扑优化设计

基于SIMP变密度法和带权重的折衷规划法相结合的多目标拓扑优化设计方法,以汽车极限行驶多工况下的刚度和固有频率为目标函数,并将多刚度拓扑优化目标函数采用折衷规划定义、固有频率采用平均频率法,对某客车悬架的摆臂结构进行多目标拓扑优化设计,得到同时满足静态刚度和动态频率要求的汽车悬架摆臂的拓扑优化结构,并采用惯性释放方法对悬架摆臂进行载荷和应力分析验证。

电动汽车麦弗逊悬架下摆臂轻量化研究

对某电动汽车麦弗逊悬架下摆臂进行有限元分析。首先对悬架进行运动学分析,得出作用在下摆臂各点的载荷;其次对同等厚度的下摆臂分别赋予钢材料和铝材料,采用惯性释放的方法分别对其进行静力学分析;最后以下摆臂最大变形量为约束条件对采用铝材料的下摆臂进行尺寸优化。结果表明:采用铝材料的下摆臂可以在保证静、动态性能的前提下有效降低自身重量。

弹性变形对细长旋成体压心影响研究

采用CFD/CSD耦合方法计算了纵向平面内细长旋成体的静气动弹性问题,研究了不同攻角下弹性变形对细长旋成体压心位置的影响规律。流场计算采用可压缩N-S方程求解,湍流模型采用可实现k-ε模型;采用自动支撑惯性释放方法计算了无约束细长旋成体的静气动弹性变形。算例结果表明:1随着攻角增大,静气动弹性变形呈现从一阶弯曲为主到一阶、二阶弯曲共存形式;2无论是刚体模型还是考虑静气动弹性变形的弹性体模型,其压心位置都随攻角增大而后移;3相同来流攻角下,静气动弹性变形使细长旋成体头部攻角增大,导致压心位置相对刚体模型靠前;4随着攻角增大,细长旋成体圆柱段上压力分布逐渐增加,弹性变形引起的头部压力增加对整体压心位置的影响逐渐减小,因此压心位置前移量逐渐减小。对于本文计算模型,弹性变形引起的压心位置改变量不超过弹身长度的1.55%。

基于惯性释放原理的新能源车车架结构分析

为提高新能源车车架强度分析精度,在考虑了地面摩擦力与轮荷关系的前提下,基于多体动力学联合有限元分析方法建立了刚柔耦合整车数字样机及虚拟台架试验模型,对整车在多工况下的运动状态进行了模拟,并提取了各承载工况下车架连接点处的载荷。以所提取载荷作为车架边界载荷输入,利用惯性释放法对车架进行了强度分析,并根据分析结果对高应力区域结构进行优化设计及试验验证。结果表明,惯性释放法能有效避免边界条件对分析结果造成的影响,可得到较合理且符合实际的车架应力分布状态。