变密度法在车身焊点布置拓扑优化中的应用

为探索焊点布置对乘用车车身振动特性的影响,将变密度拓扑优化法应用于车身焊点布置的设计中,改善乘用车车身共振问题。首先,确定影响车身低阶模态频率的关键部件,然后将车身结构进行分区,最后应用变密度法对车身关键部件的焊点进行分区拓扑优化。结合乘用车车身焊接工艺,以车身低频固有振动特性为优化目标,以车身焊点体积最少为约束条件,以焊点单元密度为设计变量,对车身结构焊点布置进行拓扑优化。经模态分析,结果表明拓扑优化后车身焊点数目缩减了2.38%,车身的一阶模态频率为27.53 Hz,提高了1.28 Hz。将变密度法应用于乘用车车身焊点布置拓扑优化设计,有助于确定车身焊点的最佳布局,减少结构共振的可能性。

空预器波纹式密封板焊点布置方式结构优化

运用ANASY Workbench软件,对具有不同焊点布置方式的空气预热器波纹式密封板点焊模型进行有限元静强度分析,通过对焊点个数、焊点间距、焊点排数对空气预热器波纹式密封板静强度的研究,得到一种在满足静强度要求前提下,适用于空预器波纹式密封板的点焊模型,根据结果判定合理的焊点布置形式,并最终确定出对工程实践具有指导意义的分析结果,为后续空预器纹板式密封组件点焊工艺、疲劳寿命的分析和疲劳试验的研究奠定了理论基础。

车身结构中焊点布置的分区拓扑优化设计方法研究

焊点布置的设计对于车身结构的强度、刚度、NVH特性和耐撞性等都有重要影响。针对一种紧凑型两厢轿车,分别以车身结构的刚度和低频固有振动特性为设计目标,对车身结构中的焊点布置进行了优化设计。通过对优化设计结果的理论分析和工程评价,对相关的优化设计问题定义的有效性和优化设计方法的适用性进行了分析。基于相关分析结论和车身结构设计经验,提出了一种新的车身结构焊点布置的分区拓扑优化设计方法,通过将车身划分为多个功能设计区域,可以采用分级优化设计的方法综合考虑车身结构的刚度和动态特性、耐撞性以及强度等多方面的性能要求。通过对一个实际轿车车身结构中焊点布置的重新优化设计,验证了提出的优化设计方法的有效性,同时表明该车身的现有焊点布置方案已接近最优设计。

柔性薄板装配不等间距定形焊点布置优化

针对点焊中的定形焊点布置方案影响柔性薄板装配偏差,以及等间距焊点布置不适合所有薄板焊接情况的问题,提出一种基于支持向量回归机与粒子群优化算法的不等间距定形焊点布置优化方法。对薄板装配过程进行分析,建立了反映装配偏差与偏差源关系的装配偏差模型。以两种焊点的间距为设计参数,通过优化拉丁超立方实验设计在焊点布置设计空间获取样本方案,利用偏差模型获得样本响应。构建支持向量回归机—粒子群算法代理模型,预测得到使装配偏差最小的焊点布置最优方案。柔性薄板装配实例表明,在小样本学习情况下,与遗传算法—反向传播神经网络和响应面两种代理模型相比,该方法在模型预测准确度方面具有有效性和优越性,同时通过车身薄板实例表明了该方法的实用性。

基于结构稳定性的不锈钢点焊车体车顶焊点布置优化

依据结构稳定性理论,研究不锈钢点焊车车顶焊点冗余问题.首先,研究某不锈钢点焊车体的车顶焊点数量对车顶纵向刚度的影响以及车顶各区域发生屈曲的顺序,确定车顶焊点冗余区域为弧顶;然后,对该冗余区域的三种焊点布置方案进行结构稳定性对比分析,确定弧顶区域可减少3 000多焊点的布置方案;最后,将弧顶区域焊点布置映射到整车车体模型中,在EN12663-2010标准的载荷作用下,对车顶焊点优化前后车体性能进行有限元分析.结果表明:超员状态的车体底架边梁下翼缘中心垂向位移变化小于0.2 mm;车顶边梁高度300 k N压缩下,最大应力发生部位不变,应力变化小于2 MPa;车体结构的一阶垂向弯曲、一阶扭转和车顶横向弯曲的振动频率变化均在0.1Hz以内.

基于灵敏度排序的焊点布置鲁棒性分析方法研究

鉴于目前焊点布置的鲁棒性分析常用的蒙特卡洛鲁棒性分析方法存在成本高、效率低和精度严重依赖抽样数量的缺点,本文中借鉴蒙特卡洛重要抽样理论,提出了一种基于焊点灵敏度排序的鲁棒性分析方法,并以某国产轻型客车的焊点布置方案为例,将两种方法进行了对比验证。结果表明,本文提出的方法效率高、成本低,仅需要较少的抽样即可获得较高的精度。

白车身生产线焊点管理系统的构建

对某车型白车身结构特别是焊点的相关信息进行分析研究,提出了建立白车身焊点管理系统的技术方案,并以焊点数据库为基础,开发了白车身焊点管理系统。利用该系统可实现焊点查询、焊点分配、焊点信息浏览和修改等功能,从而减少工艺规划人员的重复劳动,提高工作效率。

BESO的焊点布置优化对白车身振动模态的影响

为了研究车身焊点的焊接工艺,文中将双向渐进结构拓扑(BESO)优化应用于焊点布置的设计,有效改善乘用车车身的共振问题。首先,介绍了双向渐进结构拓扑(BESO)优化技术变革,然后建立了基于BESO的拓扑优化模型,最后针对白车身结构进行分区优化,并结合数值模拟与试验结合,有效地探讨了优化前后对车身振动模态的影响。

车身焊点布置优化研究

以某款车身为研究对象,对已有焊点布置进行拓扑优化,在保证车身综合性能条件下进一步减少焊点数量。首先建立弯曲工况、扭转工况和模态工况,分析其刚度、强度以及模态,然后利用拓扑优化对焊点进行优化布置。焊点拓扑优化以车身焊点体积最小为优化目标,以保证原有弯曲、扭转以及模态工况下的性能为约束条件,设计变量为焊点单元密度。最后,通过仿真对比验证基于拓扑优化车身焊点的优越性。结果表明,车身焊点数量由3841降到3786,减少了55个焊点,基于拓扑优化后的车身综合性能基本保持不变,有效降低了成本。

基于隐式参数化设计的车身焊点布局优化研究

对基于分析驱动设计的白车身焊点布局多目标优化进行研究。首先建立隐式参数化白车身关键零部件模型,以实现有限元模型的快速更新,并验证其准确性。利用Isight优化平台集成参数化模型和相关计算模块实现后台全自动运算功能。以焊点数量最小,扭转刚度最大为目标,焊点的间距为设计变量,采用NSGA-II算法对白车身进行轻量化多目标优化设计。优化结果表明:在扭转刚度基本不变的前提下,焊点总数量与初始值相比减少了179个,优化效果明显,同时计算效率较高,证实了隐式参数化设计结合Isight优化平台方法在汽车平台开发设计方面的高效性与实用性。