一种新型商用车座椅强度分析与轻量化研究

为解决某车身安全带锁扣与座椅本体干涉磨损的问题,开发出一套新的座椅结构,单独将右侧安全带固定点设计在座椅本体上,对新座椅结构的骨架强度进行研究。再通过灵敏度分析法对骨架进行轻量化分析,优化过程中综合考虑碰撞工况及模态工况,通过改变部分零件的厚度实现了骨架降重0.8kg,优化后靠背前向位移最大为66.5mm,与优化前的骨架前向位移偏差为2.2mm,模态频率优化前后的波动率最大为8.1%。最后根据法规要求,对优化后的座椅骨架进行仿真验证分析,以验证实验方案的可行性和有效性,从而验证了优化后的骨架符合座椅强度法规与轻量化要求,新的座椅骨架结构解决了车身干涉的问题,为后期座椅结构设计提供了新的理念和方法。

城轨车辆内装部件应用分析及轻量化研究

为了实现城轨车辆的减重,文章详细阐述了其客室内装的组成,从内装部件的材料、工艺及安装方式等方面提出了轻量化设计方法,并以武汉地铁19号线车辆为例,比较分析了内装部件轻量化设计对整车的减重效果,指出客室座椅、地板布、扶手、纵横梁等部件可轻量化设计的空间较大。

基于ANSYS的牵引座支腿有限元分析

以牵引座支腿为研究对象,通过改变结构减轻质量、减少应力集中,达到提高结构安全系数以及轻量化的目的。首先建立牵引座支腿及安装板的三维模型,利用ANSYS对牵引座支腿静态加载工况进行了有限元分析;其次分别对比相同结构、不同厚度以及相同厚度、不同结构下的各支腿强度,从而确定出最优化结构;最后将该产品与现有成熟产品作对比分析。结果表明,在质量降低了8.2%的前提下,安全系数相比现有成熟产品增加了23%,既提升了产品的强度,又减轻了质量,优化较为合理,同时为今后的牵引座支腿优化设计提供了依据。

Optimization Method of the Side Member of the Automobile Seat

Buckling is the primary cause of failure of a side member in condition of overloading,so buckling stability should be taken into consideration in the design optimization of side member.On the other hand,lightweight is always a pursuing objective of manufacturer of automobile seat.Thus both the buckling stability and lightweight are considered in the suggested design optimization method of the side member of automobile seats.The method has two design phases.Firstly,the optimal shape of back curve by using shape optimization was obtained in which the lightweight of the side member was set to be the design objective.Secondly,optimal size and distribution of grooves on side member was obtained by topography optimization in which the buckling critical load was set to be the design objective.A typical design example shows that the buckling critical load of the optimal side member is increased by 25.98%,and the weight is decreased by 3.7% simultaneously.

基于拓扑优化的汽车座椅骨架轻量化设计

座椅是汽车内饰件中质量较重的一部分,座椅骨架的轻量化设计可以有效地降低座椅整体质量,提高汽车整体性能.本文利用CATIA软件对某乘用车前排座椅骨架进行几何建模,建立座椅骨架的有限元模型,并基于国家标准GB 15083—2006对座椅骨架模型进行有限元分析.然后利用相对密度法的拓扑优化模型对座椅骨架进行轻量化设计,以体积约束下的最小结构柔度为优化目标,通过ABAQUS软件中的TOSCA模块对座椅骨架进行拓扑优化,将优化后的座椅骨架结构在ABAQUS中进行静力学分析.结果显示,在满足座椅结构强度和刚度的情况下,座椅骨架减轻了0.584 kg,减重约4%,实现了座椅轻量化的效果.

轻盈细巧,翠竹华采——“轻与巧”双重表达需求的当代竹坐具的设计研究

探索竹坐具“轻”与“巧”双重表达的设计思路,建构此类当代竹坐具创新的设计策略。基于文献综述和案例分析的研究方法,梳理竹材分类、竹材使用类型与特性、竹材的使用形态以及制作工艺等方面与当代坐具设计的内在关系,通过建构学的理论知识探索有效的设计应用方法。研究表明,“轻与巧”双重表达对于当代竹坐具的设计有着重要的指导作用,能够在理论引领、文化传递、功能建构等方面发挥效用,为后续研究提供借鉴参考。

汽车座椅骨架的拓扑优化研究

针对汽车座椅骨架质量较大的问题,对座椅骨架的结构、人机工程学、拓扑优化方法、镁合金的特点及加工方法进行了研究。根据人机工程学以及座椅的基本要求对座椅坐垫进行了拓扑优化设计;结合镁合金材料特点及压铸加工要求对座椅骨架进行再设计;最后应用ANSYS对改进后的座椅进行了静力学分析。研究结果表明,优化后的座椅骨架比优化前的减重20%,优化后的座椅骨架满足座椅静强度要求;从而说明该拓扑优化方法可用于座椅骨架的结构设计,同时得到了新的座椅骨架模型。

汽车座椅的轻量化设计

利用各有限元分析软件的特点进行了汽车座椅骨架改进设计,探索了汽车座椅轻量化的途径。通过椅背上框的改进设计,使椅背质量降低了14.46%,简化了工艺、降低了成本。

长纤维复合材料乘用车后排座椅骨架轻量化设计

以某款乘用车后排座椅骨架为例,采用长纤维复合材料(LFT)替换金属,在其初始结构无法满足GB15083-2006法规要求的前提下,采用拓扑优化方法分析座椅骨架的重点设计区域和传力路径,提出采用长纤维复合材料的座椅骨架新结构,并利用CAE仿真技术进行了验证。结果表明,新结构不仅能很好地满足法规要求,且质量相对金属结构减轻了约10%,轻量化效果明显。

CAE在汽车座椅轻量化设计中的应用

以汽车座椅靠背为研究对象,利用材料力学原理分别设计3种不同截面形状的钢制座椅靠背圆钢管,基于HyperWorks有限元软件对3种方案进行静强度模拟分析,运用密度法对新型铝合金座椅骨架进行拓扑优化设计。结果表明:截面为椭圆型的钢管比等截面面积的圆形钢管具有更大的抗弯强度,拓扑优化是一种有效的结构概念设计方法,使铝合金座椅靠背质量减轻16.5%,从结构和材料2方面实现了汽车座椅轻量化的目的。

客车座椅仿真分析及轻量化结构设计

针对国内某款客车座椅在出口认证初次试验中无法满足ADR68/00的要求及重量超标问题,受澳方委托对该座椅进行仿真分析及满足ADR68/00的轻量化设计。轻量化设计后的座椅不但满足ADR68/00固定件强度试验要求,而且重量还减少了15%,效果良好。

基于拓扑优化的复合材料汽车座椅骨架设计

为满足汽车座椅轻量化和安全性的需求,综合采用轻量化材料和结构拓扑优化设计技术,提出了一种碳纤维复合材料乘用车座椅设计方法.新型座椅骨架由碳纤维层合板外壳和短切碳纤维加强筋两部分组成.首先,为提高座椅结构刚度和稳定性,利用结构拓扑优化技术在碳纤维层合板外壳区域内布置合理的加强筋,然后,通过优化碳纤维层合板外壳,提高结构整体刚度,降低骨架质量.结果表明,与参考钢制骨架相比,新型座椅骨架不仅整体刚度得到大幅提升,而且质量减少了30.72%,有显著的轻量化效果.

汽车座椅固定扶手结构优化及压铸模具设计

以某客车座椅钢制固定扶手为原型,为解决其结构复杂和制造工序繁琐的问题,并达到轻量化设计目标,选用密度较小的铝合金材料ACD12来替换并进行结构优化;最后用三维软件Pro/E中的EMX插件对优化后的结构设计了一套压铸模具。在模具设计时选择最大截面为分型面,采用侧抽芯机构,在金属液的末端均匀开设溢流槽。该设计对实际生产具有一定的指导意义。

汽车座椅结构的轻量化设计

针对当前许多拓扑优化结构中存在的制造工艺问题,提出了一种考虑挤压工艺约束和应力约束的拓扑优化模型。采用该方法对座椅骨架进行轻量化设计,并对新设计的座椅骨架进行校核。分析结果表明:新的座椅结构在满足各项性能和挤压工艺约束的同时达到了明显的轻量化效果,证明了该拓扑优化方法的可行性。

多种代理模型在汽车座椅轻量化设计中的应用研究

针对汽车座椅传统轻量化方法存在计算周期长,提出一种基于多种代理模型的汽车座椅轻量化设计方法。首先,建立某乘用车座椅子系统碰撞台车试验的仿真模型,并经台车试验验证。然后,结合优化拉丁超立方试验设计,以6个座椅部件厚度和3种材料类型为设计变量,通过多种代理模型对样本点进行近似拟合。最后,以质量最小、1阶频率最大为目标,以假人最大下潜量、靠背转角为约束,采用粒子群算法进行多目标优化。结果表明:相比Kriging代理模型优化结果,基于多种代理模型优化,汽车座椅多减重0.74 kg,提高了36%,1阶模态频率提高1.39 Hz,计算周期缩短80%。

新能源汽车座椅轻量化设计的探讨

随着世界各国对环保问题的重视,新能源汽车的发展势头越发强劲,各国车企纷纷加大对新能源汽车的研发投入,但因当前电池技术的局限性,只能通过降低整车重量的方法提升产品性能,汽车座椅作为重量级内饰件,进行轻量化设计的必然选择。

汽车座椅的轻量化设计

为了分析汽车座椅的安全性,对某车型座椅建立有限元模型并进行轻量化设计.参照国家标准GB 15083—2006中的座椅试验规范施加载荷和约束,计算座椅强度并提出轻量化设计方案.通过合理的优化目标和约束变量得到座椅轻量化尺寸,经再次分析计算,验证了座椅轻量化后的强度完全满足国家标准的要求,轻量化设计的座椅质量减重11.2%.

基于拓扑优化与6σ稳健性的检修工装支撑座轻量化设计

为了充分发挥踏面制动单元(TBU)检修工装支撑座的轻量化潜力和提高优化设计的可靠性与稳健性,提出将拓扑优化与6σ稳健性优化相结合的优化策略。通过基于变密度法的拓扑优化设计,提取支撑座的拓扑结构。基于中心组合试验设计方法和有限元数值模拟技术建立系统的响应面模型。基于该模型建立支撑座的6σ稳健性优化设计模型,并采用序列二次规划法进行优化求解,利用均值一次二阶矩法获得优化结果的可靠度并转化为相应的σ水平。结果表明,优化后的支撑座各设计变量、强度和刚度的可靠度均为1,均达到了8σ水平,减重率达67. 0%,轻量化效果显著;且与拓扑优化后对其进行传统的确定性轻量化设计相比,该方法不仅使支撑座的强度和刚度得到了增强,而且还提高了优化设计的可靠性、强度与刚度的稳健性和重量的一致性。证明了该方法的有效性。

某轿车复合材料座椅骨架轻量化研究

为实现节能减排,顺应汽车轻量化发展趋势,基于复合材料层合结构设计理论,提出一种使用碳纤维增强复合材料代替传统金属材料设计汽车座椅的方法。按照国家法规要求,利用HyperWork数值仿真分析软件对汽车座椅在实际工况中的力学特性进行分析,并根据复合材料层合结构等刚度设计理论,对座椅骨架进行材料体系构建,并对结构进行模态分析。结果表明,复合材料汽车座椅骨架在满足法规要求的基础上减重34.5%,并且前六阶固有频率得到了明显的提高。

某舰炮基座灵敏度分析与轻量化设计

为实现某舰炮基座的轻量化设计,基于有限元理论和结构优化理论,分析了舰炮基座在极限工况下的结构响应。在此基础上,基于尺寸优化理论和灵敏度分析理论,完成了舰炮基座的灵敏度分析和轻量化设计,得到了舰炮基座中质量灵敏度较大的板件厚度。优化前后的分析结果表明,优化后舰炮基座的重量降低13.2%,最大应力为160.6 MPa,优化后的舰炮基座满足设计要求,达到轻量化的目的。