基于LS-DYNA仿真的汽车滑移门平顺性优化设计

目前主流的MPV车型,侧门采用滑移门结构是主流配置,滑移门频繁开闭过程中,常出现滚轮与导轨磨损严重、滑动不平顺等品质问题,严重影响客户的使用感知。为了在新车型开发前期能快速地提升滑移门的开关门平顺性品质,该文运用多体动力学理论和有限元仿真优化分析,对某MPV车型滑移门进行优化设计。对车门内外板等部件进行刚性化处理,对滑移门导轨、滚轮及滑轮臂等部件进行柔性化处理,建立滑移门刚柔耦合多体动力学模型。根据有限元模型求解分析,提取滚轮与导轨的接触力及质心加速度等关键指标,评估滑移门开闭过程的动力学特性,基于导轨结构及其倾角优化,提出设计改进方案,揭示影响滑移门平顺性的关键设计要素,以提升滑移门平顺性品质。

基于仿真数据和子领域自适应的轴承故障网络诊断框架

在实际工业环境中,往往缺乏相应工况的轴承故障数据用于模型训练,这限制了深度学习在工业场景中的应用。基于此,采用两种建模方式生成了轴承故障信号,将其用于训练模型,并利用深度子领域自适应方法,缩小了模拟信号和真实信号间的差异,提升了模型对真实信号的诊断精度。首先,采用数学建模和基于LS-DYNA的有限元仿真两种方式建立了轴承故障仿真模型,以获取与实际场景相同工况下的轴承故障仿真加速度信号;其次,针对仿真数据和真实数据存在差异的问题,利用子领域自适应方法得到了对齐仿真数据和实际数据的全局特征分布以及相关子领域的特征分布;最后,采用原始一维振动信号作为输入,在残差神经网络(ResNet)模型架构上完成了端到端的轴承故障分类工作;将德国帕德博恩大学采集到的轴承故障信号作为实验数据,对上述模型的有效性进行了验证。研究结果表明:相较于有限元仿真,数学建模生成的仿真信号能够较轻易地迁移到实际信号,在无标签数据场景下具有99.73%的轴承故障识别精度,体现了数学建模在无监督轴承故障诊断领域的广阔应用前景,是在真实工业系统和人工智能之间架起桥梁的关键技术。

基于ANSYS/LS-DYNA的新型着陆缓冲气囊仿真分析

采用ANSYS/LS-DYNA对一种新型着陆缓冲气囊进行了仿真分析。采用C-V的气囊控制算法,分别从气囊的材料定义、模型构建和仿真结果分析等方面对整个着陆缓冲过程进行了全面的仿真,通过对结果的分析,验证了该气囊设计的冲击最大加速度为8.6 g,小于所设计通用弹药许用脆值,完全满足设计要求。

大车后下部防护装置的设计与仿真验证

为了有效阻挡小车下钻到大车尾部,设计了一款由支撑横杆、主副支架、阻挡梁构成的大车后下部防护装置,通过主副支架在支撑横杆上的缠绕变形吸收碰撞能量。主副支架均斜向后安装,提供一定的纵向支撑力,增加装置整体强度,同时也增加了碰撞接触时间和可变形距离,形成更有效的缓冲。主副支架为最主要强度部件,在LS-DYNA中对其独立加载分析,确定抗变形能力最强的结构形式。在进行的壁障碰撞仿真中,壁障最大减加速度为20 g(g为重力加速度,下同),回弹最大速度为0.9 m·s-1,最大纵向位移为369 mm,各项评价指标均满足GB 11567.2-2001[1]的要求。

基于数值仿真的波形护栏防阻块优化设计

对防阻块的碰撞性能进行了力学分析,找出了改善防阻块吸能效果及防绊阻能力的主要因素,提出将六边形防阻块优化为十边形防阻块的设计方案.使用LS-DYNA在不同撞击程度下,对防阻块进行碰撞分析,发现优化防阻块的碰撞性能有较大提升.通过实车碰撞数值实验得出,由于优化防阻块抗变形能力得到提升,因而减小了立柱对车辆前轮的绊阻效应,增强了整体护栏结构的吸能导向作用.

变速器倒档齿轮断齿故障的仿真研究

针对某型微MPV车倒档爬坡试验时,变速器产生较大振动与噪声,有倒档齿轮发生折断现象,以倒档齿轮系统为研究对象,对倒档齿轮的齿根弯曲强度以及接触疲劳强度进行理论校核,同时结合LS-DYNA对倒档齿轮系统进行了动态啮合仿真,研究了倒挡中间轴的弯曲和齿轮的不完全啮合对中间惰轮齿根弯曲应力的影响,得到倒挡轴的弯曲和齿轮的不完全啮合的共同作用是主动齿轮和中间惰轮断裂的最主要原因,为提高变速器质量以及结构优化提供了理论依据与仿真参考。

基于LS-DYNA的PDC钻头受力模型分析与研究

金刚石复合贴片钻头(PDC)切削齿角度对工作效率和性能有着重要影响,利用钻头切削齿对岩石进行切削实验,分析了切削面积、接触弧长、抗钻强度和后倾角等因素对钻头受力的影响并建立了切削齿的综合受力模型。根据工件材料的测试数据,通过LS-DYNA仿真软件对PDC钻头单颗粒切削岩石过程进行了模拟仿真,采用自适应网格划分分离切削,实验结果与计算结果之间误差均在5%内。此研究为PDC钻头优化设计和应用推广提供了理论依据。

室内停车场防撞带设计的碰撞仿真分析

针对室内停车场碰撞事故的伤害问题,提出了停车场防撞带的设计,建立有无防撞带的车辆碰撞模型,并对长方体防撞带与波浪形防撞带进行性能分析比较,运用LS-DYNA软件对车辆、防撞带以及墙体碰撞进行仿真模拟。得到防撞带和车辆翼子板的等效应力分布和能量转化情况,证实了防撞带能有效减少车辆的损害程度,且长方体防撞带效果更好。

复杂环境露天矿爆破参数优化研究

由于LK矿区采场涌水较大,排水设备不便拆卸,矿石裂隙孔洞发育,原设计参数在爆破过程中产生的飞石易对排水管道、电缆及设备造成损伤,并且爆破块度不均匀。因此,开展了LK矿区露天台阶爆破参数优化,提出了将矩形布孔方式调整为梅花形布孔方式,孔距、排距调整为5 m,并在相邻排的4个炮孔中间增加1个浅孔的爆破参数方案。开展了优化前后方案的LS-DYNA仿真分析,通过最终爆破云图可知:优化后的方案通过增大排间距与排间设置浅孔的方式,使爆破效果较好。开展了优化前后的现场爆破试验,通过矿石块度、爆堆形态与飞石距离,证明了优化方案的优越性。

2种方式装药弹丸侵彻混凝土的安全性仿真

为获得弹丸炸药装药动态响应规律,以某型号舰炮为原型,利用LS-DYNA进行原比例建模。构建圆柱形和圆台形2种装药方式的弹丸模型,对其侵彻混凝土靶板过程进行仿真,获得炸药装药应力曲线及炸药爆轰后的压力曲线。结果表明:圆柱形装药弹丸未完全穿透靶板,发生早炸;圆台形装药弹丸完全穿透靶板,未发生爆轰;圆台形装药方式可有效减小侵彻时装药与弹壳相互碰撞的机率,提高侵彻安全性。

地铁列车曲线碰撞仿真研究

为对比分析地铁列车在曲线和直线轨道上碰撞后的结果,以某4节编组地铁列车为研究对象,建立了有限元模型,使用LS-Dyna显示动力学软件模拟列车分别在曲线和直线上以25km/h速度碰撞另一列相同的静止列车的3种碰撞场景,分别是直线轨道(碰撞场景1)、半径为800m的曲线轨道(碰撞场景2)和半径为600m的曲线轨道(碰撞场景3)。研究表明,地铁列车在曲线和直线上的碰撞结果存在一定的差异。随着轨道半径的减小,车辆加速度变大,车体前端和底架变形越严重,变形位置所承受的弯曲力矩越大。依据对脱轨系数和车轮抬升量的判断,车辆在曲线轨道碰撞时更接近于发生脱轨行为。

基于数值仿真的多开孔车轮定位器优化设计

针对车轮定位器的阻挡作用与其准确的定位特点,提出车轮定位器优化方法,使其性能得到了改善。为获得多开孔车轮定位器的最佳组合参数,采用正交试验法,以横截面的4个因素为设计变量,每个变量设计3个水平,建立了车辆与车轮定位器的有限元模型,并进行了9组试验。用LS-DYNA软件进行仿真分析,其结果与常用的车轮定位器性能进行比较。验证结果表明:多开孔车轮定位器能够有效地加强定位器的阻挡作用,且能做到准确定位的功能,达到优化的效果。

薄壁管材矫直过程动态仿真研究

针对薄壁管材矫直时发生管材外侧拉裂,内侧起皱及截面扁化等现象,造成废品率较高的实际问题,为提高薄壁管材矫直质量,从弹塑性弯曲理论出发,求解出一种等曲率二辊矫直机辊型曲线,运用MATLAB、CAD软件设计出凹辊、凸辊辊型曲线。基于有限元ANSYS/LS-DYNA平台,结合具体实例建立薄壁管矫直三维有限元模型,对其矫直过程进行动态仿真研究,分析各个阶段薄壁管材在辊缝中受力变化情况,得到其对应的等效应力、应变云图,并对矫直质量做出评定,验证了所设计辊型的合理性,为实际生产提供理论指导。

微耕机配套的玉米免耕播种机防堵开沟部件设计与试验

【目的】为解决我国西南地区土壤黏重,田块面积相对较小,现有免耕播种机作业时机具通过性差,播种质量难以保证等问题,设计一种微耕机配套的圆盘刀式玉米免耕播种机。【方法】应用圆盘刀与限深轮行走装置具备的破茬开沟、限深防滑功能,研究对比播种机平面、波纹与缺口圆盘刀作业时对破茬、牵引阻力和油耗等的影响;通过LS-DYNA对3种类型圆盘刀切割土壤过程进行仿真模拟,并实现关键参数的设计。【结果】田间试验结果表明,配置平面圆盘刀的免耕播种机土壤扰动量、油耗较波纹圆盘刀分别低4.03%和14.64%;较缺口圆盘刀分别低1.15%和7.51%;牵引阻力在0.54 m·s^(–1)时最低,为1.20 k N;使用3种类型圆盘刀的种肥深度合格率达85%以上,粒距合格指数为90.3%。【结论】本研究可为西南地区圆盘刀破茬的免耕播种机设计提供依据。

多角度人车碰撞事故中行人的损伤性分析

为了降低行人在人车碰撞事故中的损伤,分析人车碰撞角度对行人身体损伤程度的影响,建立多角度人车碰撞模型进行事故模拟仿真,计算得出行人头部、胸部、腿部损伤值。研究结果表明:人车碰撞角为180°时,行人头部、胸部、腿部损伤最大;碰撞角为90°时,头部及胸部损伤最小,碰撞角为0°时,腿部损伤最小。

发动机罩气囊在人车碰撞事故中对行人的保护作用

为了减少人车碰撞事故中的行人损伤,在汽车前端设置发动机罩安全气囊。通过LS-DYNA软件对有无发动机罩气囊两种条件下的人车碰撞进行模拟仿真,对假人身体主要部位损伤结果进行对比分析。研究发现,有发动机罩气囊比无发动机罩气囊碰撞条件下假人头部损伤值HIC降低到838,颈部最大剪切力及最大弯矩分别降低40.60%和52.8%,胸部最大压缩量降低4.08%,以上结果表明发动机罩气囊能够有效地降低行人损伤。

有轨电车侧面碰撞乘员保护设计研究

为研究侧面碰撞中有轨电车耐碰撞性及乘员保护能力,建立了带假人的某5节编组100%低地板有轨电车及某6120型大客车有限元模型,设计了大客车以30 km/h速度侧面90°撞击静止在直线轨道上有轨电车悬浮模块的碰撞场景,使用LS-DYNA显式动力学软件模拟整个碰撞过程。研究结果表明,原结构有轨电车悬浮模块侧墙在碰撞力的作用下产生塑性变形侵入生存空间,被撞击侧座椅缺乏对乘员的保护限制作用,在撞击力的作用下乘员易飞出,同时惯性作用易使颈部产生挥鞭损伤。通过设计侧墙嵌入防撞杆,设置座椅侧墙分离,增加头枕和安全带等措施能提高侧墙耐碰撞性并有效改善乘员损伤指标,保护侧面碰撞中乘员安全。

导电棒刷光机动力头的设备研究

在镍电解过程中,导电棒表面光洁才能提高电解出来镍的质量。但是一直没有一种高效的机械刷光机对导电棒表面进行清理。利用无心磨削原理,设计了导电棒刷光机,介绍了设备的结构及功能,并用ANSYS/LS-DYNA仿真确定了刷丝的相关参数,通过试验得出在下压量为3 mm、托轮转速为100 r/min、刷光辊转速为600~800 r/min时导电棒表面清理效果最佳。

细观骨料模拟在混凝土路面中的应用

混凝土细观模型相对于宏观模型更能准确地反映出混凝土路面的力学性能。本文利用蒙特卡罗随机抽样原理生成不规则混凝土骨料的模型,将生成的骨料模型充填于混凝土中,建立三维三相混凝土细观骨料模型;运用LS-DYNA软件对细观混凝土骨料进行低速冲击仿真模拟,探究混凝土路面受冲击载荷作用下的破坏方式及裂纹扩展情况。

某型复合材料扁簧式起落架落震性能研究

针对扁簧式起落架落震过程具有非线性大变形的特点,结合模态叠加理论,基于LS-DYNA非线性动力学平台建立了复合材料扁簧式起落架落震过程的刚柔耦合模型,并采用显示积分法对落震模型进行求解,依据所建的落震试验平台,测试了扁簧落震的相关参数,并将试验结果与非线性动力学仿真分析结果进行了对比分析,结果表明,所建动力学仿真分析结果与落震试验结果趋势吻合,位移最大误差为6.5%,最大峰值加速度误差为10.6%,最大峰值过载误差为9.7%。