基于三维线形的轻型高速公路纵断面指标研究

为了探究轻型高速公路路线纵断面设计关键参数,基于Carsim/Trucksim软件搭建了人-车-路耦合系统,根据普遍性和不利性原则,选取轿车、面包车和轻型货车作为轻型车辆的代表性车型,开展了代表性车型在直坡路段和弯坡组合路段的行驶仿真。根据轻型车辆在纵断面和弯坡组合路段运行特征,确定了轻型高速公路的控制车型以及路线纵断面的坡度、坡长参数。结果表明:轻型高速公路纵断面设计参数应以轻型货车和面包车作为控制车型;高速行驶下,车辆在弯坡组合路段的速度衰减比在单纵坡路段更为剧烈;根据速度衰减特性和允许速度降幅,轻型高速公路设计速度为100km/h时,若允许轻型货车通行,应以比功率为25W/kg的轻型货车作为控制车辆,路线纵断面最大纵坡为5%,最大坡长为750m,若不允许轻型货车通行,路线纵断面最大纵坡为6%,可不限制最大坡长;设计速度为120km/h和140km/h时,应以比功率为35W/kg的面包车作为控制车辆,路线纵断面最大纵坡分别为6%和5%,对应的最大坡长均为1200m。

乘用车车身典型截面设计研究

车身典型截面信息包含关键部位的零部件配合信息及关键部件的冲压、焊接、涂装、总装工艺信息,以及重要运动件的信息和重要部件的强度信息等。截面设计贯穿前期造型可行性分析、中期详细车身结构设计及晚期数据校核等整个过程。本文基于乘用车车身典型截面的设计流程,从截面位置定义、造型因素、性能因素、沿用策略因素、工艺同步工程因素等方面,论述了乘用车车身典型截面设计内容。

中型房车改型设计研究

简述了房车的发展及现状,分析了在我国发展房车的可行性及重要性。基于对国内外房车发展趋势的理解和认识,介绍了在中型客车的底盘基础上改良一款更加人性化、合理化的旅游居住房车的设计方案,从而为中型客车的多用途设计拓展思路。

客运列车耐冲击吸能车体设计方法

为了减轻客运列车碰撞事故造成的损失 ,实现被动安全保护 ,对组成列车的动车、客车车体结构提出了新的设计方法 ,重新分配车体各部分刚度 ,设计出具有合适吸能结构的耐冲击车体 ,车体结构均按前、中、后三种纵向刚度设置 ,前后两部分为可以产生塑性变形的弱刚度吸能结构 ,中间部分为仅产生弹性变形的强刚度弹变结构。当列车在正常运行时 ,车体有足够的强度和刚度 ,需要满足有关规范规定的强度、刚度要求 ;在较高速下发生碰撞事故时 ,吸能结构能够沿所需方向产生塑性大变形吸收足够冲击动能 ,保证机器间和乘客区不发生破坏 ,并延缓碰撞作用时间 ,降低碰撞瞬间最大减速度 ,使撞击减速度在人体承受范围内。

概念车身结构的有限元分析

车身结构概念设计是车身设计过程中的重要环节,为了提高车身的设计效率和精度,在概念设计阶段对车身进行结构分析至关重要,以某款轿车为原型,采用UG软件对车身结构进行了简化,建立了车身的简化几何模型,根据截面力学性质对车身梁截面进行了简化并计算了相关的力学参数,建立了接头的刚性方程并进行解耦得到接头分支的刚度值,采用弹簧单元和刚性单元模拟了接头单元,创建了车身有限元模型,计算了车身刚度和模态,将仿真结果与详细设计结果进行对比,验证了该设计的可行性。

车身梁截面库组件的开发

采用组件技术研究开发了车身梁截面库系统,可对现有的车身截面形状进行采集、编辑和管理,可计算截面的结构性能参数,支持对截面的不同方式查询,支持截面形状优化,帮助车身设计者设计和确定符合结构性能要求的车身截面参数和形状。论文介绍了车身梁截面事例库的结构和功能,详细给出了截面参数计算和形状优化的实现方法,最后给出了通过截面形状优化提高车身结构性能的算例。

高速列车弹性车体垂向振动与悬挂参数设计

高速铁道客车车体受轨道激扰力的作用产生弹性振动,影响客车运行平稳性。为了分析车体弹性振动与车体悬挂参数关系,基于刚柔耦合动力学原理,建立了客车垂向动力学模型,根据共振理论及模态叠加原理计算了系统固有频率和响应功率谱,分析了车辆系统悬挂参数和运行参数对振动的影响。仿真发现弹性车体振动响应大于刚性车体,车体一阶垂弯振动对弹性振动的贡献最大。在满足结构条件下,适当降低一、二系悬挂垂向阻尼、一系悬挂垂向刚度可减小车体弹性共振,系统各个部件自振频率控制、车体垂向悬挂阻尼控制可实现整车模态及局部有害模态控制。

白车身开发过程中焊接精度控制

白车身的焊接精度决定整车的装配效果和性能,有效控制白车身的焊接精度,是车身质量的重要保障。白车身的主要偏差在于零部件各个环节公差的积累,控制车身偏差主要通过控制夹具、检具和模具的精度来控制公差的积累。如果车身匹配精度超过规定值,就会影响汽车制造质量、生产节拍和产品成本。保证白车身质量可以提高产品的市场竞争力。

机车车体断面结构的优化设计

机车车体的刚度特性直接影响机车车体的可靠性、安全性及密封性能。但目前机车车体结构分析偏重于强度指标,主要以结构强度作为关键指标进行产品定型。文章根据结构设计的刚度准则,并参考目前几种车型的断面结构,对机车车体断面进行了优化分析,为车体断面型式的合理设计提供了参考。

基于ANSYS的铁路客车车体结构参数化研究

根据我国通用铁路客车车体钢结构的特点,基于大型有限元分析软件ANSYS,应用参数化程序设计语言APDL对铁路客车车体进行参数化建模,并采用TCL/TK语言为界面二次开发语言,实现ANSYS内部参数与对话框输入参数间的相互传递,更好地适应了人机交互。通过对话框调整车体结构相应参数,便可自动生成车体钢结构几何模型,大大缩短了设计周期,提高了设计效率,为后续快速进行有限元分析奠定了基础。

客车车架结构设计与分析

文章根据客车车架设计理论和某长途客车底盘参数,设计出适用于客车底盘总成布置的三段式车架,并应用有限元分析软件Ansys WorkBench进行车架静力学分析,同时根据分析结果对车架薄弱部位进行了改进设计。

铁路客车车体钢结构梁柱布置参数化设计

根据我国铁路通用客车车体的结构特点,以I-DEAS集成化软件所提供的OPEN Language为二次开发工具,以Visual C++6.0为人机交互界面开发辅助工具,在Windows 2000/XP环境下,通过编程实现对I-DEAS的二次开发,设计了一个三维铁路客车梁柱布置参数化设计系统.该系统提高了客车车体设计效率,缩短产品设计周期,较好地满足了铁路客车技术设计的要求.

基于刚度链的纯电动汽车车身主断面优化设计

基于梁单元车身简化几何模型建立以主断面为节点的车身静态和动态刚度链数学模型,研究电动车车身主断面属性与刚度以及模态的关系;以车身刚度、模态为约束条件,以车身质量最小为目标函数进行多目标优化,并利用遗传算法求解,得到同时满足静态刚度和频率特性要求的电动汽车车身主断面属性参数。建立对应的车身骨架有限元模型计算刚度及模态,并与刚度链优化结果进行对比分析。对比分析结果验证了本文研究方法的合理性和有效性。

轿车车身主断面设计方法

论述了轿车车身主断面的设计流程,给出了典型的轿车车身主断面位置图。从断面基准定义、零件焊接面之间圆角半径确定、门洞法兰面相关参数确定、包边结构相关参数确定等方面,介绍了轿车车身主断面所表达的内容;并例举了前门、侧围上部、顶盖关系主断面,以及前门、后门、中支柱、后门铰链关系主断面的设计。

考虑冲压工艺约束的车身骨架断面形状优化

在汽车概念设计阶段,为快速评价车身性能,车身常由薄壁梁搭建而成,本文中对其关键技术薄壁梁复杂断面的形状设计进行研究。首先,推导了开口、单室、双室、三室和四室等复杂断面的力学特性计算公式。其次,对冲压工艺约束,包括最短线段、拔模角、倒圆角半径,和装配条件等约束进行了数学定量描述。再次,在弯、扭惯性矩和冲压工艺约束下,对断面形状与板厚进行了优化,实现了断面面积最小化。最后,通过算例验证了该方法的有效性。

人体工程学在客车内装设计中的应用

介绍了人体工程学在铁路客车内装设计中的作用和应用,总结了运用人体尺寸数据进行设计的方法及要点,并提出了在铁路客车内装设计的不同阶段增加系统的人体工程设计内容的建议。

铝合金挤压型材车体断面型腔快速设计方法

提出了一种铝合金挤压型材车体断面型腔快速设计方法。根据车体断面的理论设计方法,求出车体、转向架、轮缘、踏面,受电弓和受流器等的横向和竖向的偏移量,并通过线性叠加的方法得到车体最大外轮廓的可设计区域;通过计算投影和曲线拟合的方法得到车体型腔的内轮廓;对型腔进行截取、分段,并对型腔内筋板的布置进行设计;利用TCL/TK语言对有限元前处理软件Hypermesh进行二次开发,建立车体结构断面型腔快速设计程序,并以车体一阶垂弯频率为评价指标对设计的车体截面进行评价。证明了该方法的有效性和工程化运用可行性。

高速列车车体结构设计及强度分析

根据高速客车车体结构的特点,设计出二等车的拖车车体。为降低车体的重量和提高车体的抗压能力,车体的钢结构采用大型中空挤压铝型材;通过刚度等效法建立车体等效模型,并对其进行有限元分析,详细分析其主要结构的应力;通过对垂向载荷工况、纵向拉伸载荷工况、纵向压缩载荷工况、气动载荷工况的分析计算,得到了车体钢结构满足强度和刚度的要求、强度薄弱部位主要表现为局部应力集中的结论。解决应力集中问题不应通过加大构件断面尺寸,而应采用降低应力集中的结构措施或局部补强,并提出了设计改进意见。

275/30ZR2097YXL轿车子午线轮胎的设计

介绍275/30ZR20 97Y XL超高性能低断面轿车子午线轮胎的设计。结构设计:外直径668.4 mm,断面宽286 mm,行驶面宽度242 mm,行驶面弧度高11.8 mm,胎圈着合直径508.4 mm,胎圈着合宽度260 mm,断面水平轴位置(H1/H2)0.951,采用非对称花纹设计,花纹深度8.2 mm,花纹饱和度34.7%,花纹周节数34。施工设计:带束层采用2层1×3×0.30 HT OC钢丝帘布,冠带层采用930dtex/2改性锦纶66浸胶帘布,胎体采用1层2200dtex/2聚酯浸胶帘布,钢丝圈采用Φ1.3 mm回火钢丝,采用二次法成型、B型硫化机硫化。成品性能试验结果表明,成品轮胎外缘尺寸、强度性能、脱圈阻力、耐久性能和高速性能符合设计和相关标准要求。

基于提高后碰性能的车身结构优化

为提高乘用车后碰发生时乘客的安全性以及避免燃油泄露,对某款车后纵梁采用分段式设计、合理布置吸能筋及增加后纵梁加强板等优化车身结构设计的方法,使后排R点侵入量由优化前的125mm降低为44mm,最大加速度值由24g降低为18g,加速度峰值时间较优化前延迟5ms,同时同一位置处最大截面力由80kN减小为58kN,后碰性能明显提升。通过CAF仿真分析及实车验证,该设计方法符合法规要求,为处理类似车身结构设计问题提供了参考。