数字驱动的整车结构轻量化仿真优化系统设计与应用

本研究主要构建数字驱动的整车结构轻量化仿真优化系统。以柔性化整车数模结构数据库为基础,搭配数字驱动的整车设计系统、自动仿真优化系统及整车轻量化结果分析预测系统,实现整车结构仿真优化过程几乎零人工投入、整车结构设计数字化输入、优化结果可视化。以某MPV车型整车结构优化设计为研究对象,以整车扭转刚度、弯曲刚度为约束条件,以整车质量为优化目标,最大可实现整车车身减重9.8kg。

前死心位置处的六连杆开口机构振动分析

在ADAMS/View环境下设计了六连杆开口机构样机模型,利用AutoFlex模块对其进行柔性化建模。通过脚本仿真对该机构进行振动分析,获得了前死心位置处的空间参变模态。计算并分析了系统的复模态频率及振型,绘制了系统模态分布图,并对综框加速度作了频谱分析,为该机构在织造过程中的减振提供了参考和依据。

悬架系统结构件柔性化对K&C仿真精度的影响

为解决车辆前期开发过程中由于悬架系统K&C(Kinematic&Compliance,多体运动学特性和弹性运动学特性)性能指标仿真精度差导致整车虚拟验证效率低的问题,利用Nastran软件计算并生成结构件MNF文件,在ADAMS/Car软件中建立前、后悬架结构件柔性化仿真分析模型,分析某车型麦弗逊前悬架及纵臂三连杆后悬架各结构件刚性模型与柔性模型对K&C性能的影响。结果表明:针对不同的悬架形式及分析需求,有选择地开展结构件柔性化建模,可在提高模型仿真精度的同时较好平衡模型建模效率。

薄辐板齿轮柔性化动力学模型与行波共振表征

薄辐板齿轮是广泛应用于航空齿轮传动系统的轻量化高功率密度构型,但行波共振问题突出,而动力学理论模型对前、后行波及其响应特性表征仍需进一步明晰。为此,提出一种啮合激励下薄辐板齿轮动力学模型,用以表征行波共振特性,并称之为移动载荷下柔性齿轮(Elastic gear with moving loads,EGML)模型:采用虚拟轴段法退化轮齿复杂特征,进而构建等效规则结构,并分别采用混合壳单元、Timoshenko梁单元网格化轮缘、辐板以及齿轮轴;解耦齿轮副以暴露出啮合力,其为相对齿轮转动的时变激励,故建立移动载荷数学表征以反映其时空变化特征;将啮合激励作用于全柔性化齿轮模型,并构建系统运动控制方程。设计高速齿轮传动试验以验证模型。结果表明,EGML模型能准确有效表征前、后行波共振激发工况。激励源与齿轮相对转动以及计入辐板柔性是动力学模型具有行波共振表征能力必要条件。行波共振发生时位移场呈与节径振型契合的瓣式分布,并沿周向快速迁移。研究成果能高效准确地获取薄辐板齿轮受迫响应,为评估行波共振影响提供理论依据,可用于指导薄辐板齿轮设计以规避安全运行所受共振威胁。