电动车车身骨架静态特性多目标优化

针对微型电动车交通事故频发、车身骨架现有研究不足等问题,根据某款微型电动车车身骨架的有限元模型采取了工程设计中的计算机辅助工程(CAE)分析和多目标优化设计的概念对其车身骨架进行静态特性多目标优化。采取三组方案进行对比,在模型精度和计算效率之间做出取舍,得到最优的优化方案,在最终的优化结果对比和计算效率之间,方案三采用移动最小二乘法的方案在精度和效率上最佳。优化后,在车身质量没有大幅度变化的情况下,车身的扭转刚度增加了410.75 N·m/°,弯曲刚度增加了1 041.2 N/mm,该车身骨架静态性能明显提升。

田口法在汽车车身骨架刚度优化中的应用

以有限元分析为基础，运用以正文设计为基础的田口法，在保持车身骨架整体质量不变的情况下．研究了提高车身整体扭转刚度和弯曲刚度的途径，探索了参数优化和拓扑优化相结合的统计优化方法，对双层客车所作的实例分析，证实了用田口法进行结构优化是有效的。

微型电动车非承载式车身轻量化研究

介绍某微型电动车非承载式车身骨架的研制过程,包括应用拓扑优化方法确定骨架结构的空间布置,以及应用普通机械优化方法确定合理的梁截面尺寸。进行了非承载式骨架车身悬置的设计和分析,并通过对包括该骨架式车身的整车进行碰撞仿真分析,改进了车身骨架结构。

整车刚柔耦合动力学模型及平顺性优化

为了研究车身的弹性变形对整车行驶平顺性的影响,在ADAMS/Car模块中建立整车刚柔耦合模型,依据相关试验法规,进行了随机路面输入下的平顺性仿真试验,并通过实车道路试验对比验证模型的正确性和合理性.利用验证后的整车刚柔耦合模型和试验设计技术,对悬架的弹簧刚度系数、减震器阻尼系数进行优化.优化后车身质心处垂向振动加权加速度均方根值降低了12.6%,表明悬架系统参数的合理匹配可以明显改善车辆的行驶平顺性.

纯电动汽车白车身拓扑优化设计及性能验证

基于变密度结构拓扑优化方法,以柔度最小化为目标建立了汽车白车身拓扑优化数学模型。对其白车身结构在静载荷、弯曲载荷,以及扭转载荷工况下分别进行拓扑优化设计,得到相应的最优拓扑结构。通过建立基于优化结果的白车身线框模型对其弯曲和扭转刚度进行验证。数值算例结果证明,拓扑优化方法能够得到具有工程实用价值的纯电动汽车白车身最优结构,在满足车身结构刚度要求的同时实现车身轻量化。

电动车全铝框架式车身拓扑分析及参数化优化方法

针对电动车全铝框架式车身优化时应当兼顾多种类型的型材和板材变量的问题,提出一种基于拓扑优化及隐式参数化模型的集成多目标优化方法。为了获得材料分布及载荷传递合理的框架式车身结构作为后续多目标优化的参考,概念设计阶段对原车身进行拓扑优化设计。基于拓扑优化结果建立车身隐式参数化模型,并利用参数化模型建立响应面近似模型以实现全铝框架式车身多目标优化的自动流程化。结果表明,全铝框架式车身在各项性能保持在目标范围的前提下减重11.9%。因此,基于拓扑优化及隐式参数化模型的集成多目标优化方法能够有效提高全铝框架式车身轻量化优化的效率和准确性。

铰接式车辆转向机构的多刚体系统运动学分析与优化设计

本文发展了基于Kane方程的Huston方法的多刚体系统运动学理论,利用这一方法对铰接车辆的转向机构进行了运动学特性分析和解算,同时结合优化理论对转向机构进行了优化设计,计算实例表明该方法的有效性和实用性。

基于惯性释放原理的新能源车车架结构分析

为提高新能源车车架强度分析精度,在考虑了地面摩擦力与轮荷关系的前提下,基于多体动力学联合有限元分析方法建立了刚柔耦合整车数字样机及虚拟台架试验模型,对整车在多工况下的运动状态进行了模拟,并提取了各承载工况下车架连接点处的载荷。以所提取载荷作为车架边界载荷输入,利用惯性释放法对车架进行了强度分析,并根据分析结果对高应力区域结构进行优化设计及试验验证。结果表明,惯性释放法能有效避免边界条件对分析结果造成的影响,可得到较合理且符合实际的车架应力分布状态。

结合应变能分析的车身刚度链设计方法

鉴于概念设计在车身设计中具有重要地位,提出了车身结构概念设计流程,构建了车身简化空间框架模型,采用半刚性梁和传递矩阵法建立车身刚度链模型。求解仅约束静动态性能的优化模型,分析优化后梁单元的应变能和应变能密度。为协调优化多工况下材料的利用和分配,引入变异系数作为约束指标。该设计方法,考虑了应变能因素的车身半刚性梁刚度链,以车身轻量化为目标,以弯扭刚度、固有频率和各工况应变能密度的均匀程度为约束条件,运用遗传算法,优化主断面参数。与标杆车仿真结果进行了对比。结果表明:应变能密度均匀化可以提高车身材料的效用,改善车身性能。因此,该设计方法具有可行性。

工程车辆ROPS分析与研究

由于工程车辆大都工作于环境较差的地方,经常会发生侧翻、重物砸压等事故。为了降低事故对工作人员带来不必要的伤害,对工程车身的ROPS进行有限元分析。在三维软件中对车身骨架进行制图,把制作完成的图导入ANSYS Workbench中进行静力分析,对车架的侧向及纵向施加一个固定的载荷,模拟车身侧翻时,路面对车身骨架施加的力。实现对车身ROPS的安全性的检测。

骨架式车身多材料及梁截面形状和尺寸优化

针对骨架式车身提出一种以材料类型、梁的截面形状和尺寸为离散设计变量的结构优化方法。基于某概念骨架式车身,以其总质量、制造成本、多种载荷工况下指定点的位移和结构中的最大轴向应力均最小,而以第一阶固有频率最大为目标函数,进行多目标优化。使用改进的第三代非支配排序遗传算法求解该多目标优化问题,并且综合考虑了轻量化设计、制造成本及结构性能因素,最终筛选出合理的设计方案。优化结果表明:相较于单一的离散尺寸优化,本文提出的考虑多种类型设计变量的结构优化方法,使轻量化设计效果更加优异。