基于Isight软件的聚丙烯玻璃纤维汽车水箱支架的结构优化

针对海马汽车BA01系列型号汽车所使用的聚丙烯玻璃纤维塑性材质的汽车水箱支架在其结构有限元静力学分析中存在的问题,利用计算机Isight软件并且基于遗传算法,对该水箱支架下横梁部位的横梁厚度、横梁截面倾斜角、水箱支架过渡圆角半径等三个结构参数进行了优化设计.通过对比优化前后的相关数据发现:优化后的水箱支架质量从5. 6 kg减轻至4. 635 kg,减轻了17. 2%;最大应力由2. 277 MPa降低至2. 107 MPa,疲劳寿命延长了3. 7%.因此认为,该结构优化可以有效地实现汽车轻量化和高疲劳寿命目标.     

某非承载式车身底板纵梁开裂分析研究

针对某非承载式越野车初样车在安徽定远试验场可靠性试验时发生车身底板悬置纵梁处周围区域开裂问题,通过CAE和道路试验,对车身底板纵梁开,裂问题进行分析和验证.明确底板悬置纵梁区域开裂原因,并提出结构改进方案,通过CAE分析对比改进前后方案,将结构优化方案在正样车阶段可靠性试验中得到验证.     

某大型客车车身结构静态分析及试验

以某国产客车车身为研究对象,建立客车车身结构有限元模型,分析了客车车身结构弯曲工况下的应力和位移分布特征,并进行了电阻应变测量试验.通过试验测得该车身在弯曲工况下的最大应力值为201.3 MPa,最大位移为7.31mm,为该客车车身骨架后续的改进和优化提供了参考依据.     

横梁接头形式优化及其在白车身性能提升上的应用

利用MSC/Nastran软件求解了某商用车白车身刚度及灵敏度,获得了关重模块如覆盖件、纵梁、横梁等对白车身弯扭刚度的贡献比,发现横梁模块对扭转刚度的贡献明显偏低,仅为0.79%.对比分析不同横梁接头形式对车身刚度性能的影响,并对接头形式进行了优化.结果表明:改变横梁接头形式对车身扭转刚度的影响明显大于弯曲刚度;采用分段式接头时白车身刚度性能最好;接头优化后横梁模块的扭转刚度贡献比得到了明显的提升,达到4.68%.以某相近车型为例,改进横梁及其接头形式,实现了刚度性能的提升与重量的降低,验证了接头优化对整车刚度性能提升的正确性及通用性,为横梁接头的结构优化设计和整车性能提升提供了较为可靠的理论依据.     

基于正交试验的汽车白车身优化

为了优化白车身低频频率特性,采用有限元软件对白车身进行模态分析,得到模态频率及振型,有限元结果显示白车身低频频率特性不足,需对其进行优化.优化过程中,采用试验设计软件进行全因子试验,以模态频率为约束条件,以白车身重量最低为目标,量化结构板件尺寸并进行试验验证.结果表明:在车身优化中采用全因子试验技术,可以综合考察板件性能,同时简化优化流程,最终白车身在满足低频模态要求的前提下减重7.8,kg.     

儒教的家族观与后现代意义

白车身结构显著影响整车性能,而车身框架是车身设计的基础.在某MPV车型概念设计阶段,通过参数化技术,快速将车身主要框架划分为梁和接头结构.分别局部刚化处理49处左右对称结构,分析各结构对扭转刚度、弯曲刚度、后部扭转模态影响的灵敏度.结果表明,D柱下段、顶盖后横梁、下地板后纵梁等结构的单位质量对扭转刚度贡献量超过5%;后地板横梁、前地板后纵梁、后地板纵梁等结构单位质量对弯曲刚度的贡献量超过4%.通过8处灵敏度较高的结构优化和厚度优化,同时对性能影响小的结构减薄、减件,结合工艺改进,实现白车身质量不增加,扭转刚度提高9.0%,弯曲刚度提高4.8%,后扭模态提高2.0%.     

汽车前大灯安装工装的设计

为解决前大灯与发动机舱盖配合间隙差,匹配效率低等问题,设计一种汽车前大灯安装工装。工装的主定位销和副定位销利用车身水箱横梁定位孔实现工装的X向和Y向定位。工装的辅助组件与车身水箱横梁贴合,实现工装的Z向定位。辅助组件通过磁性铁片的磁力,使工装与车身水箱横梁紧紧的固定贴合,保证工装的稳定性。该工装打断尺寸链环,保证前大灯与发动机舱盖的间隙的一致性及满足DTS要求。对前大灯装配及尺寸控制具有重要借鉴意义。     

基于梁与接头灵敏度分析的白车身刚度模态优化

白车身结构显著影响整车性能,而车身框架是车身设计的基础.在某MPV车型概念设计阶段,通过参数化技术,快速将车身主要框架划分为梁和接头结构.分别局部刚化处理49处左右对称结构,分析各结构对扭转刚度、弯曲刚度、后部扭转模态影响的灵敏度.结果表明,D柱下段、顶盖后横梁、下地板后纵梁等结构的单位质量对扭转刚度贡献量超过5%;后地板横梁、前地板后纵梁、后地板纵梁等结构单位质量对弯曲刚度的贡献量超过4%.通过8处灵敏度较高的结构优化和厚度优化,同时对性能影响小的结构减薄、减件,结合工艺改进,实现白车身质量不增加,扭转刚度提高9.0%,弯曲刚度提高4.8%,后扭模态提高2.0%.     

基于质量问题改善的悬置货箱优化设计

通过介绍某型军用越野汽车悬置货箱开裂质量问题,模拟分析开裂工况,对开裂部位结构检查确定引起开裂的主因,基于该货箱开裂多问题多因素的特点,使用平均驱动自由度位移法、应变能分析、敏感度分析、正交试验法等方法进行分析计算,在各种条件约束下确定最优的改善方案.通过CAE虚拟验证和实车验证最终解决了货箱开裂问题.为越野汽车货箱的设计及设计改进提供了参考.     

平台架构概念设计阶段车身结构优化方法

针对平台架构概念设计阶段的车身结构优化问题,创造性地提出一种新的方法,包含3个阶段：第1阶段为考虑真实碰撞载荷,利用多模型优化法（MMO）进行综合工况下的车身全局拓扑优化,解读不同的传力路径;第2阶段为考虑平台架构高低姿态车型,利用SFE CONCEPT软件建立不同传力路径下的车身参数化模型,进行不同动力下的结构对比分析及优化,确定车身传力路径形式;第3阶段为基于近似模型法的车身截面优化和基于等效静态载荷（ESL）法的车身料厚优化,并将优化方案代入高低姿态车型,在不同动力类型下进行验证及优化,保证车身结构处于平台架构目标性能带宽下。在某车企的平台架构概念设计阶段,利用该方法对车身结构进行了优化,验证了该方法的工程可实施性。     

利用Cooper NU-14试验系统评价沥青混合料疲劳性能

目前国内室内疲劳试验方法主要是间接拉伸法（即劈裂试验），鉴于其在加载方式与路面实际受力状态存在较大差别、实际开裂模式与理论开裂位置经常不一致等缺陷，尝试使用一种四点弯曲疲劳试验系统即Cooper NU-14试验系统评价沥青混合料的疲劳性能。详细介绍试验设备、试件制作、试验参数的设定、试验加载整个过程。通过对采用不同沥青类型的混合料以及SMA的疲劳性能进行试验，并进行定量对比分析。数据结果表明：该试验系统能有效的评价非均匀材质的沥青混合料疲劳性能以及沥青混合料的沥青结合料性质和集料级配对混合料的疲劳性能都有非常重要的影响。     

单面干燥条件下受约束高强混凝土早期开裂研究

摘 要：本文在单面干燥条件下应用自行研制混凝土早期收缩应力测试仪及非接触式混凝土收缩变形测试仪测试了水灰比为0.26、0.40高强混凝土早期弹性模量、自由收缩变形,通过改进环向约束试验观测了受约束试件内部的收缩应力及应力梯度,并在上述试验基础上研究了单面干燥条件下受约束高强混凝土早期开裂趋势。结果表明,高强混凝土水灰比越小,单面干燥条件下早期自由收缩变形、弹性模量、受约束状态下内部收缩应力增长越快,干燥表面越易发生塑性收缩开裂,早期开裂趋势越明显。     

环向约束条件下高强混凝土早期开裂

为研究环向约束条件下高强混凝土早期开裂趋势,在单面干燥条件下应用非接触式混凝土收缩变形测定仪测试了水灰比为0.26,0.31和0.40试件的早期自由收缩变形.通过静压试验测试了试件早期弹性模量发展,通过改进环向约束试验观测了环向约束条件下各试件内部的收缩应力及应力梯度.结果表明,水灰比越小,单面干燥条件下受约束高强混凝土早期开裂危险性越高,开裂发生时间越早;开裂时间、开裂时弹性模量在很大程度上决定了早期开裂特点.     

火焰喷熔涂层与焊接接头性能研究

采用Ni60A合金粉末对Q235B钢十字焊接接头进行了喷熔修形处理．通过对涂层和焊缝的金相、扫描电镜、能谱等分析,研究了涂层与基体间的冶金结合情况,发现涂层组织致密、非金属夹杂物少、孔隙率低,与基体实现了良好的冶金结合．喷熔涂层本身的强度直接影响着十字焊接接头低周疲劳强度的大小．为此,通过有限元模拟和拉伸试验测定了涂层的抗开裂力值的大小．结果表明：当应力值为350MPa时涂层开裂,说明涂层自身强度较高．在应力比为0．1、平均应力为186MPa的情况下,喷熔接头的低周疲劳寿命均超过13000周次以上,并且断裂位置均在母材．     

软土地基加固中竹网的受力与变形分析

为研究竹网在软土地基表层处理中的作用、受力和变形规律,通过实验确定实验材料参数并设计使用液压千斤顶加载的竹网加固软基的室内模型荷载实验,研究载荷作用下竹网的变形和受力特性.实验结果表明:毛竹单杆简支梁在集中荷载作用下的破坏形式为纵向开裂或弯折,弯曲比例极限为6.6~107.2 MPa,极限强度为71.9~117.8 MPa,弹性模量11.59~19.57 GPa;间距为15 cm×15 cm的对边简支竹网的承载能力是单根竹竿的3.7~5.9倍;随着上覆土层厚度的增加,地基压力明显增加,当厚宽比在0~0.69时,对应沉降40 mm的地基压力与软土地基的压力比为2.66~6.96;竹网上应变和应力由于砂土层的扩散作用而降低.     

高强钢筋混凝土梁裂缝宽度的试验研究和分析

为了研究配置高强钢筋混凝土梁开裂后的使用性能,对14根配置500MPa钢筋的混凝土梁进行了受弯性能试验.给出了梁侧面裂缝宽度沿裂缝高度的分布规律;梁底面裂缝宽度沿梁宽变化规律;典型位置处平均裂缝宽度与弯矩关系等,并对裂缝宽度值进行了统计分析.由本次试验和其他相关试验的数据分析表明:在钢筋应力较高时产生的次生裂缝会明显抑制主裂缝的扩展速度;我国现行规范的裂缝宽度公式的计算值明显大于试验值,不适用于配置高强钢筋混凝土梁的情况.对钢筋高应力下的裂缝宽度主要影响因素进行了分析,并提出了配置高强钢筋混凝土梁裂缝宽度的2种计算模式.建议公式与试验结果吻合较好.     

混凝土保护层锈胀裂缝扩展的仿真分析

基于均匀锈胀理论,得出保护层裂缝贯通时锈胀力的计算方法,运用有限元分析软件FINAL建立模型,通过分步加载的方式对模型的破坏过程进行仿真计算.以某混凝土简支梁为例建立二维有限元模型,得出模型由初始开裂到贯通时的裂缝发展图以及最大主应力图,通过分析可以得知初始裂缝发生于钢筋与混凝土的交界面处.计算分析不同保护层厚度对裂缝发展的影响,结果表明,保护层初裂时的荷载基本一致,保护层厚度的增加能够有效减缓裂缝的贯通.提高混凝土等级研究裂缝的发展,结果表明混凝土等级的提高对抑制裂缝的发展同样有益.本文所得结论对于钢筋混凝土结构耐久性研究有重要的参考意义.     

配置表层钢筋的混凝土梁裂缝宽度计算方法

为了研究配置表层钢筋的混凝土梁的开裂性能,对8根配置500 MPa钢筋的矩形混凝土梁进行了受弯性能试验.试验结果表明,在构件的混凝土保护层中配置表层钢筋能使平均裂缝问距减小30%～50%,使短期最大裂缝宽度减小29%～70%.根据试验结果,分析了表层钢筋对混凝土梁平均裂缝间距和平均裂缝宽度的影响规律,并在我国规范GB 50010-2002裂缝宽度计算模式的基础上,提出了考虑表层钢筋的短期最大裂缝宽度计算公式.根据所提出公式计算的结果能够较好地与试验结果吻合.     

管线钢在含氢气的煤制天然气中服役安全性评估

煤制天然气是我国煤炭清洁利用的重要发展方向.现有管道用于输送煤制天然气(最高氢分压为0．72 MPa)时需要考虑其中低压氢气的影响,因而需先进行氢致开裂安全性评估.本文利用高压釜环境下恒载荷实验和电化学充氢,模拟研究X-70管线钢和20#钢在不同氢含量下的氢损伤和氢致延迟开裂,并对其在煤制天然气中服役安全性进行评估.在总压12 MPa (10 MPa N2+2 MPa H2)的高压釜中放置一个月,两种钢的金相试样均不出现氢损伤,U弯试样不开裂,加屈服强度σs的恒载荷试样不发生断裂.在含0．72 MPa的煤制天然气中长期服役时,进入两种钢的氢含量均远低于σs下发生氢致延迟开裂的门槛氢含量和出现氢损伤的门槛氢含量,因而X-70钢和20#钢在煤制天然气中长期服役均具有高的氢损伤和氢致开裂安全系数.