重型商用车平衡轴支架铁型覆砂铸造工艺设计与优化

以某重型商用车平衡轴支架为研究对象,根据平衡轴支架的结构特点与质量要求,初步设计了平衡轴支架的铁型覆砂铸造工艺方案并进行样件试制。样件剖切结果发现在平衡轴根部厚大区域出现了较为严重的缩孔缩松缺陷。利用AnyCasting软件对平衡轴支架铸件的充型与凝固过程进行模拟仿真,仿真结果预测的铸件缩孔缩松位置与实际情况相一致。基于平衡轴支架充型与凝固过程及铸件缺陷产生原因的分析,对初始铸造工艺方案进行优化。优化后的仿真结果显示平衡轴支架铸件的缩孔缩松缺陷已基本消除。根据优化后的铸造工艺方案再次进行样件试制,样件剖切结果表明原平衡轴根部厚大区域的缩孔缩松缺陷已完全消除,平衡轴支架铸件内部质量满足要求。

重型商用车平衡轴支架拓扑优化设计与试制研究

平衡轴支架是重型商用车平衡悬架的关键零件,也是平衡悬架总成中质量占比最大的零件。针对某重型商用车现有的平衡轴支架产品质量大、制造工艺性差等问题,亟需开发出轻量化、制造工艺性良好的平衡轴支架产品。基于ANSYS Workbench平台建立该重型商用车平衡轴支架的有限元模型,对3种典型工况下的平衡轴支架进行强度分析,在此基础上采用基于变密度法的拓扑优化技术对平衡轴支架进行轻量化设计。根据结构拓扑优化结果,对平衡轴支架进行模型重构,并对优化后的结构进行强度校核。结果表明,结构优化后的平衡轴支架与优化前相比质量减轻46.5%,强度满足使用要求。最后采用铁型覆砂铸造工艺对优化后的平衡轴支架进行样件试制,制造工艺性良好,铸件质量满足要求。

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ANSYS的断开式平衡轴支架疲劳特性的分析

采用有限元分析、车辆动力学和疲劳强度校核等相结合的分析方法,评估为某重载货车开发的断开式平衡轴支架的疲劳特性。首先采用ADAMS建立含有平衡轴支架的整车模型,通过分析获得支架承受的实际载荷,并将其输入到ANSYS中,以确定支架的应力场;然后利用ANSYS的Fatigue模块对支架的疲劳强度进行分析。结果表明所开发平衡轴支架满足疲劳寿命要求。

某轮式自行火炮的平衡轴支架优化设计

为提高轮式自行火炮工作性能和安全系数,针对轮式自行火炮的工况特性,对平衡轴支架进行优化设计。建立轮式自行火炮平衡轴支架的有限元模型,依据平衡轴支架的结构受力特性及技术设计要求,利用ANSYS Workbench中的Design Exploration对其进行优化设计,在满足强度的条件下对支架进行减重优化。优化后的支架质量为45.018 kg,最大等效应力为601.35 MPa,与原支架相比最大等效应力增加并且质量减小20.87%,减重效果显著,降低了生产成本,产生了明显的经济效益。

QT800-5轻量化平衡轴支架的开发

介绍了轻量化平衡轴支架的开发过程:(1)通过对产品结构进行优化设计,利用CAE软件模拟铸件的受力情况,将原结构的平衡轴支架和锻钢轴合二为一,组合为1个新铸件;(2)通过熔炼工艺的优化,成功开发了应用砂型铸造工艺生产性能较高的QT800-5新材料,替代了QT500-7;(3)观察铸件的宏观断口和利用CAE软件模拟受力情况,通过消除缩松缺陷、改善加工质量及增加过渡圆角,使平衡轴支架顺利通过台架试验和整车耐久试验,成功地实现了总成产品降重30%的目标。

基于ANSYS Workbench煤矿卡车双联桥平衡轴支架力学性能分析

文章首先对我国的能源现状做了简单的介绍,突出了煤炭在我国的重大作用,而后由于煤炭资源分布的差异性对煤炭矿区的运输造成了很大的不便。文章通过对矿用重载卡车的平衡悬架进行受力分析,进而得出平衡轴支架的受力状况,为将来进行结构优化和研究分析提供必要的参考依据。

MAGMASOFT®在平衡轴支架开发中的应用

基于球铁800-5相关材料性能数据利用有限元软件对重卡平衡轴支架进行结构拓扑优化实现了铸件减重20%的目标。利用MAGMASOFT®软件对重型卡车平衡轴支架进行前期工艺设计及数值模拟,找出了铸件存在的缺陷位置,在此基础上进行了优化和相关验证,通过MAGMASOFT®的DOE功能对材料的合金成分和冷铁尺寸进行优化,最终找出最佳成分配比及最优冷铁尺寸,实现平衡轴支架的顺利量产。

基于SolidThinking Inspire的牵引车平衡轴支架结构优化

以某牵引车平衡悬架的平衡轴支架为对象,基于Optistruct求解器建立平衡悬架总成的有限元模型,设置单边跳动、满载制动和满载转弯工况并进行了静力学分析;在SolidThinking Inspire中采用拓扑优化方法,以支架刚度作为优化目标,以支架厚度作为约束条件,对支架进行拓扑优化设计,在CATIA中重新建立优化后的支架模型并进行验证。结果表明:优化后的支架在单边跳动和满载转弯工况下的最大应力分别下降了16.0%与10.3%,满载制动工况下的最大应力升幅为15.4%,减重近12%。

基于惯性释放理论及子模型法的平衡轴支架优化

为提升平衡轴支架强度计算准确度及全面性,建立了某6x4自卸载货车刚柔耦合的整车模型,计算了各工况下车架连接点的载荷,并以此作为边界载荷输入,在利用惯性释放原理提升边界设置合理性的基础上,运用子模型法克服了惯性释放无法进行接触非线性计算的问题,通过建立接触单元、细化网格等方法,对该支架进行了七工况的结构非线性强度计算,并与实际失效模式及应力测试结果进行了对比,且提出并验证了改进方案。结果表明:该方法具有快速、准确的特点,可有效指导产品设计及改进。

一种公路载货车平衡轴支架结构改进

基于UG NX8.5对一种平衡轴支架进行结构改进,并利用HyperMesh和OptiStruct两种软件对平衡轴支架进行强度分析。有限元分析结果表明改进前支架结构失效模式与实际结果相吻合,改进后的平衡轴支架能够满足客户的承载要求,同时也为支架强度计算提供了可靠依据,大大提高了支架设计改进的效率与质量。

一种新结构重型汽车用平衡轴总成

由于重型自卸车承载力大且使用工况恶劣,导致整车后悬架平衡轴总成在使用过程中平衡轴断裂、平衡轴支架产生裂纹等故障频发,严重影响客户正常使用,同时使得售后维修及索赔成本增大;该文针对平衡轴总成在使用过程中的失效模式在原有技术及结构之上,设计一种新结构平衡轴总成,从而降低平衡轴故障率,最大程度的提高平衡轴使用寿命。

连续体结构多工况拓扑优化与轻量化设计研究

汽车轻量化能有效地降低燃油消耗并减少污染物排放,是实现汽车节能减排的重要举措之一。拓扑优化是连续体结构轻量化设计的常用方法,由于实际工况通常较复杂,一般连续体结构的拓扑优化属于多工况拓扑优化问题,此时拓扑优化结果存在较多影响因素。本文引入多工况拓扑优化性能指标PI,通过算例对多工况拓扑优化权重系数的选取方法进行分析,寻找最佳权重系数分配方法,有效的解决了连续体结构多工况拓扑优化权重系数的选取问题。以某重型商用车平衡轴支架为应用对象,开展平衡轴支架多工况拓扑优化与轻量化设计,结果表明在满足性能要求的前提下,平衡轴支架减重了28.1%。

Si固溶强化工艺在QT500-7支架上的应用

通过对平衡轴中间支架浇注系统及冒口布置分析和多批次产品加工后不同位置的硬度及金相组织检测,发现铸件硬度差较大,在中间部位设置了2个补缩冒口,却形成了较大热节,导致铸件两端与中间部位冷却速率不同造成产品硬度不均匀,切削加工困难,加工成本增高。采用Si固溶强化铁素体球墨铸铁工艺生产QT500-7支架,经多批次取样检测,不同位置的硬度差变小,基体组织中的珠光体体积分数都为5%,硬度均匀,使切削加工变得容易,降低了加工成本,成功地解决了重型汽车平衡轴中间支架硬度不均匀导致加工困难的问题,为生产高质量、低成本及轻量化的汽车铸件创造了条件。