某电动公交车车架结构分析及轻量化设计

采用UG软件对电动公交车车架进行建模,运用有限元分析软件ANSYS Workbench对车架进行模态分析和3种工况下的静力学分析,结果表明车架结构符合安全要求。然后以变密度拓扑优化法对车架进行轻量化设计以及轻量化评价,轻量化系数从0.003 74减小到0.003 27,完成了对电动公交车车架的轻量化设计。     

复合材料屋面板轻量化设计

将玻璃纤维复合材料(Glass Fiber Reinforced Plastic,GFRP)应用于建筑屋面板,为了降低造价和质量,对复合材料屋面板的铺层厚度进行优化.基于Optistruct求解器,采用数学规划法,结合屋面板设计需求,确定设计变量、约束条件和目标函数,建立屋面板优化模型.通过控制复合材料失效因子和板的屈曲因子,约束结构位移,以质量作为目标函数开展优化设计.分析优化前后板的力学性能可得:在满足屋面板刚度的要求下,实现了结构的轻量化.     

某SUV车型拖曳臂的轻量化设计

为满足某SUV车型的节能和轻量化需求,对某SUV车型拖曳臂进行静力学分析,然后进行轻量化设计。主要方法是利用高强度钢材替换低强度的钢材,然后利用Hyperworks进行尺寸优化。研究表明,在保证拖曳臂强度和刚度的同时,其总质量减轻19.24%,为有效降低质量和材料用量提供了良好的参考。     

谷物脱粒机机架的静力分析与拓扑优化设计

利用SolidWorks软件建立谷物脱粒机的三维模型,通过ANSYS workbench对其机架进行静力学分析,研究计算机架整体的应力分布和变形位移情况;参考静力学分析结果,以减轻机架质量为目的,对其结构进行拓扑优化设计。结果表明,改进后的机架在满足结构使用性和材料力学性能基础上,质量减少了10.98%,实现了脱粒机机架的轻量化设计,节约制造成本。     

精密仪器承载板的多尺度轻量化设计

针对过载下航空零件精密仪器承载板的结构轻量化和力学性能提升的需求,融合拓扑优化和点阵优化的优点,以结构最小柔顺度为约束、质量最小化为目标,提出了一种拓扑优化与点阵优化相结合的多尺度轻量化设计方法,并对关键参数格栅结构、格栅填充比和体积约束设计了三因素三水平正交实验,在保证安全性能的前提下使优化件达到质量最轻。结果表明,多尺度轻量化后的仪器承载板的质量减轻了85.2%,过载下的变形降低了29.07%,结构的动力学性能得到提升。在拓扑优化基础上再采用格栅结构填充的多尺度优化设计方法可降低优化件的质量,为航空领域中承载板类零件的轻量化设计提供了参考。     

基于轻量化的运材跑车齿轮减速机构设计

以YP2.0-A型遥控跑车的减速机构为研究对象,采用Solidworks软件进行三维建模.应用HyperMesh中的ANSYS模块对其进行3D网格划分,利用ANSYS对其进行接触静力学仿真分析.通过分析得出该构件的最大工作应力为123.23 MPa,满足材料的强度条件和工作要求.以材料的许用应力及其位移作为优化的约束条件,利用OptiStruct进行拓扑优化设计,齿轮的质量与原始设计相比,减低了11.85％,使其达到轻量化的目标.     

面向车身结构轻量化设计的水平集拓扑优化

提出了一种基于水平集拓扑优化的车身结构轻量化研究方法,该方法非常适合于处理车身结构设计中大量存在的多孔连续性结构体的拓扑优化.运用构造的基于水平集的数值方法,对车身近似二维的典型结构件发动机罩内板进行拓扑优化.结果表明,基于水平集的拓扑优化方法应用于车身结构轻量化研究是可行和有效的.     

基于Altair Inspire Studio的活塞头部件有限元分析及轻量化设计

利用Altair Inspire Studio软件建立活塞头部件优化模型,对原模型进行了有限元分析与轻量化设计,并进行了拔模、对称、挤出等工艺方案的优化对比,结果显示:在双向拔模与双向对称工艺下,优化后的活塞头模型质量较原模型减少了48.6%,模型在工况下的最小安全系数为3.1,满足零件的强度与轻量化设计要求,为活塞头部件的轻量化设计提供了新的思路与可行性方案。     

基于有限元与正/逆向技术的产品结构轻量化设计

首先对目前产品轻量化设计的现状进行了分析,而后以某机械臂结构为研究对象,应用有限元分析软件进行了静力学求解,并基于其静力学结果对研究对象的结构进行了拓扑优化分析。为高效的利用拓扑优化计算结果,将计算结果输出并运用正/逆向技术进行了模型重构,对重构后的模型进行了相同加载条件下的静力学校核,以验证结构设计的合理性。通过研究验证了拓扑优化与逆向工程技术相结合的方法在产品轻量化设计过程中的可行性。     

电动导览车车架刚度强度计算与改进设计

[摘要]以自主研制的金厦号电动观光导览车车架为研究对象，计算与分析了车架结构静态刚度、强度及静强度测试．对有限元分析结果提出改进截面设计参数的方案，对比改进设计前后的仿真结果，保证车架刚度强度等要求，为车架性能的进一步改善以及NVH方面研究提供参考依据．     

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。     

电动汽车共享站点间车辆人工调度策略

用户出行需求的潮汐性和不均衡性导致站点间车辆失衡问题严重,极大地制约了电动汽车共享的快速发展,采用合理的车辆人工调度策略可使车辆失衡问题得以解决.基于完全满足用户用车需求的前提,建立成本最低的调度需求模型,并采用遗传算法求解得出调度需求.构建了电动汽车共享站点间车辆人工调度策略,同时通过调度收益最大化的混合整数规划模型优化车辆调度路径,采用分支定界法求解.以"EVCARD"位于上海市嘉定区5个站点的实际订单作为输入,进行人工调度策略优化分析.结果显示:在用户用车需求增长的情景下,不增设停车位和车辆数目而采用人工调度优化策略,同比可以提升60%的订单服务量,相比增设停车位和车辆数目可以节约60%的成本投入.     

FSAE赛车车架灵敏度分析与轻量化设计

以FSAE赛车车架为研究对象,构建了基于扭转刚度及模态频率综合灵敏度分析的车架有限元模型.通过考虑管件壁厚对车架性能影响的相对灵敏程度,从而选择更具针对性的设计变量进行优化设计.以车架质量最小为目标函数,以扭转刚度和模态频率为约束条件,对车架管件壁厚进行优化计算.结果表明,在保证使用性能的前提下,优化后的车架质量比原设计减少了6.01%.     

多目标优化在车门轻量化设计中的应用

为提高车门刚度并考虑轻量化的要求,提出以拼焊板车门下沉刚度和质量为优化目标,基于车门下沉刚度和窗框刚度两种工况,采用最优拉丁方试验设计方法进行样本数据设计,使用kriging模型拟合下沉刚度、窗框刚度、塑性变形量响应的近似模型,使用响应面模型拟合质量的近似模型.利用NSGA-II遗传算法进行寻优,得到车门质量和下沉刚度的pareto优化解集,并对优化解进行验证,最终得到理想的优化结果.     

基于拓扑优化的电动汽车白车身优化设计

针对电动汽车的独特承载要求,提出一种结合拓扑优化和车身尺寸优化的优化设计方法.以某型电动汽车为实例,通过建立白车身拓扑优化模型、有限元概念模型、尺寸优化模型和样车制造,进行了从整车拓扑结构到车身梁截面的优化设计过程,实现了电动汽车白车身的正向设计.在优化过程中采用遗传算法,以弯曲刚度和扭转刚度同时作为优化目标,白车身质量最小作为优化约束,选取了灵敏度较高的梁作为变量进行多目标优化.通过与样车参数的比较表明,该方法能够满足设计和工艺要求,实现轻量化设计,对提高白车身设计效率和精度有着重要的意义.     

车载电池包壳体力学性能分析与轻量化设计

电池包壳体作为电动汽车的核心组成部分,起到支撑和保护电池包的作用,其整体结构的强度直接影响电动汽车的安全行驶。对电动汽车电池包壳体进行了静态、动态及模态分析。静态分析表明,电池包壳体的应力较小,远小于材料的屈服强度,电池包壳体箱底厚度设计过于保守。动态分析是在汽车极限工况下获得电池包壳体的应力和位移的分布,结果表明最大位移位于箱底。针对不同振动源下电池包壳体的振动响应特性进行态分析,结果表明针对不同路面和工况电池包壳体的前6阶模态主要表现为电池包壳体上箱盖的局部振动,频率在安全范围之内。在此基础上,对电池包壳体进行了结构优化,在电池包壳体满足强度和刚度的条件下,优化后的电池包壳体重量减少了25.54％,达到了轻量化的设计目的。     

电动汽车无线充电系统耦合线圈的优化设计

为了提高电动汽车无线充电系统磁耦合机构的耦合系数,在分析耦合线圈参数对串联补偿网络影响的基础上,采用电磁仿真分析法,对单圆形磁耦合线圈传输距离、内外经尺寸、绕线方式对自感系数、耦合系数的影响进行了研究。结果表明：磁耦合线圈自感系数的稳定性受其外径和传输距离之比影响,磁耦合线圈外径与传输距离之比越小,磁耦合线圈自感系数越稳定;当传输距离和磁耦合线圈外径确定时,磁耦合线圈内外径之比越小,耦合线圈的耦合系数越高;当两个磁耦合线圈传输距离、外径尺寸、互感系数相同时,不同绕线方式的线圈,其耦合系数也不相同,其中匝间距等增绕线方式的线圈可以获得较高的耦合系数。     

高速客车轻量化车体耐碰撞结构的优化设计

提出了基于最轻量优化的高速客车车体耐碰撞结构设计策略 ,通过多层优化技术 ,满足在常规载荷工况下结构处于弹性状态 ,在碰撞载荷工况下局部预定部位发生塑性大变形 ,而客室的主体结构仍处于弹性状态 ,从而实现耐撞击车体结构轻量化设计的目标 .运用线性和非线性有限元技术以车体概念模型和高速客车实车为例进行了优化设计 ,证实了优化设计策略的可行性和有效性 .