某轿车侧面碰撞仿真及优化设计

本文基于实际车型,建立整车碰撞仿真模型,结合LS-DYNA对该车进行侧面碰撞仿真,确认侧结构的变形形态及侵入量,结合试验对车辆侧面结构进行优化设计。     

带电跨越施工被牵导线与封网碰撞仿真分析

张力架线跨越带电线路施工时,被牵导线可能跌落碰撞封网结构,威胁封网跨越装置的安全,还可能与被跨带电线路发生碰撞或过于接近而引发闪络.因此,准确地获得跌落导线冲击过程中封网结构强度与垂直位移的变化,对封网装置的设计施工十分重要.根据架线施工流程,分析了断线事故过程,针对现有模拟的假设缺陷与仿真难点,引入序列求解,通过隐式-显式序列求解法,结合非线性动态分析理论,建立导线-封网碰撞仿真流程,参照工程数据,运用ANSYS/LS-DYNA实体建模,实现对被牵导线跌落封网结构过程的准确仿真.最后,对碰撞过程中封网的垂直位移变化、结构强度进行分析,可为封网结构断线冲击防护设计与理论研究提供参考.     

军用载物箱跌落姿态行为仿真研究

为研究某军用载物箱标准姿态跌落行为下的动力响应问题，通过仿真分析进行包装系统性能评估，为结构优化提供数据支撑，并与假想姿态跌落行为进行对比仿真试验，分析响应结果的差异性，确认仿真分析中标准姿态跌落建模的重要性。采用Hypermesh联合LS-Dyna集成建模思想，对不同姿态跌落工况进行有限元仿真分析，获得包装系统各部位应力云图及内置物响应加速度曲线。在标准姿态下，面与棱跌落过程中系统最大应力均未超过对应材料屈服强度，角跌落过程中，箱体最大应力76.654 MPa明显超过材料屈服强度；与标准姿态对比，假想姿态下棱与角跌落过程中系统最大应力、响应加速度峰值及力响应时刻均存在不同程度的偏差。载物箱以标准姿态进行面与棱跌落测试时结构不会发生强度破损；角跌落时，存在破损风险，需进行结构优化。为提高包装系统跌落仿真结果的准确性，以标准跌落姿态搭建有限元仿真模型是十分必要的。     

铝制包装箱搬运过程跌落分析

针对某铝制包装箱,对其进行跌落仿真分析,研究其跌落过程中的应力与变形。本文采用ANSYS/LS-DYNA对其进行弹塑性条件下的跌落模拟分析,采用应力失效与应变失效相结合的方法进行安全评定,证明该产品结构满足设计要求。     

基于LS-DYNA的整车正面碰撞仿真分析及优化

在汽车碰撞事故中,正面碰撞发生的几率是最大的。论文利用CATIA对某款车型进行三维建模,应用Hypermesh和LS-DYNA对汽车正面碰撞中整车的速度、加速度、门框变形量和前围入侵量进行仿真分析。针对前围入侵量过大,开展前纵梁的结构优化与材料的改进,优化后的前围入侵量改善明显,提高了车辆耐撞性,为后续设计提供了依据。     

HEV侧面碰撞安全性仿真和试验

针对混合动力电动汽车(HEV)的结构和特点,建立了车辆侧面碰撞有限元仿真模型,并对其侧面碰撞安全性进行了相关研究。以仿真分析结果为参考基础,以提高整车侧面碰撞安全性为优化目标,运用径向基函数神经网络技术建立了某款混合动力电动汽车的优化计算函数,对车辆侧面碰撞安全性能相关的结构参数和乘员约束系统进行优化计算和影响性分析;以优化计算的结果为指导,对该款混合动力电动汽车的安全结构设计方案进行了调整和优化,以全面提高侧面碰撞的被动安全性;将优化设计后的混合动力电动汽车进行实车侧面碰撞试验,并将实车碰撞试验结果与仿真侧面碰撞试验计算结果进行对比分析。研究结果表明:建立的混合动力电动汽车的仿真优化模型具有较高的计算精度,如非碰撞侧B柱实测碰撞加速度值与仿真分析值相差仅2.2%,优化计算函数的仿真计算结果是可靠的,优化设计后的混合动力电动汽车侧面碰撞安全性明显提高。     

基于侧面碰撞的多用途乘用车侧面结构优化

为了提升多用途乘用车的侧面碰撞安全性能,采用有限元分析与实车试验相结合的方法,对其进行了结构优化.建立了该车的有限元模型,通过实车正面碰撞试验与有限元仿真的对比,验证了有限元模型的准确性.根据侧面碰撞法规进行了侧面碰撞仿真分析,采用正交试验设计方法,对B柱内外板和车门加强板选取5个优化参数,分别设置4个水平,得到不同的设计方案.采用极差分析法和多因素权重优化法对试验结果进行分析,找出最显著的因素水平获取最优设计方案.结合侧面结构特点,对车门和B柱结构进行改进得到最终优化方案.将优化后的车型与原车型仿真结果进行对比分析,结果表明:测量点的侵入量和侵入速度都有了明显的降低,验证了优化方案的有效性.     

直升机安全气囊约束系统仿真及试验研究

安全气囊作为降低直升机坠落伤亡风险的主要技术,能有效减轻飞行员在坠撞过程中的二次伤害。本文以某型号直升机为研究对象,参照汽车碰撞相关试验要求,开展气囊折叠及约束系统匹配设计,建立驾驶舱整机有限元仿真模型,通过气囊静态起爆试验和直升机整机跌落碰撞试验验证模型的有效性。通过灵敏度分析确定主要结构优化参数,并设计四因素四水平正交试验完成约束系统优化。结果表明,飞行员综合损伤值WIC减少8.91%,对飞行员的保护效果提高,为直升机被动安全领域提供研究基础。     

汽车车身碰撞性能的有限元仿真与改进

在碰撞仿真理论的指导下,以某型号小客车为研究对象,建立了整车正面碰撞有限元模型,并按照国家汽车安全法规CMVDR294的要求进行了整车正面碰撞试验的数值仿真,结果显示,与试验结果取得了较好的一致。根据仿真计算结果,对发动机罩及其铰链进行结构和材料两方面的改进设计,改善了发动机罩的变形吸能模式,在此基础上,为了更全面评价整车结构的耐撞性能,建立了整车偏置碰撞有限元模型,进行了偏置碰撞的数值模拟分析,计算了车身变形及其吸能特性。根据仿真计算结果,对前纵梁和前轮罩进行结构改进设计,提高了其吸能能力。     

汽车模拟碰撞吸能器的仿真分析及试验

介绍了自行设计的汽车模拟碰撞吸能器的特点及原理，利用LS—DYNA有限元分析软件对吸能器的波形复现原理进行了仿真分析，利用销柱间钢筋预变形产生阻尼力，改变钢筋的属性并调节钢筋的类型、数量、长度和位置，改变钢筋预变形量，复现出不同车重、不同碰撞车速所期望的减速度波形．通过仿真分析，对汽车碰撞模拟吸能器进行了改进：减小钢筋直径；钢筋预变形量做成可调式，根据需要调节预变形量．在达到同等阻尼效果时通过增加钢筋根数，提高了系统的微调能力和模拟波形的精度．仿真与试验结果的比较表明：汽车模拟碰撞吸能器仿真模型复现的波形和吸能器碰撞的试验波形吻合较好，验证了吸能器仿真模型的正确性，为吸能器的优化提供了依据，缩短了调试时间，提高了波形复现的精度．     

基于热变形的SOG型菲涅尔透镜优化研究

由硅胶-玻璃材料制成的SOG型菲涅尔透镜在温度变化时会产生热变形,从而对聚光性能产生影响。为了研究如何通过优化措施减弱热变形对透镜聚光性能的影响,在采用有限元方法模拟计算SOG型菲涅尔透镜热变形的基础上,根据均匀优化方法以及改进型补偿色散优化方法设计出两种菲涅尔透镜;并巧妙地将透镜热变形(包括整体翘曲变形和齿环侧面的自由变形)的变形量转化后导入光路理论模型中,解决了热变形参数难于在光路模型得到表达的难题;并成功模拟出变形前后透镜的光斑能量分布。模拟结果表明:SOG型透镜两种变形对均匀优化方法设计的透镜聚光有较大的影响。变形前后光效率相差可以达到10%。同时发现,透镜两种变形对聚光的影响刚好相反。综合两种变形后,热变形对聚光影响减少。从而得出了使用补偿色散的设计方法,可以有效地抵抗热变形对于透镜聚光的影响的结论。     

某微型面包车正面碰撞耐撞性优化

为提高微型面包车型在正面碰撞中的结构耐撞性能,针对GB11551-2014《汽车正面碰撞的乘员保护》的相关技术要求,本文以某量产微型面包车为例分析此类车型车身结构在设计上可规避的弊端,并给出前期总体指导建议。然后运用LS-DYNA软件进行碰撞模拟仿真分析,结合微型面包车的结构特点,并考虑工艺可实施性给出合理的优化方案。通过整车试验验证,此优化方案有效地改善了车身结构耐撞性,碰撞效率值达到55.7%。同时,结果表明为减小乘员舱入侵量和门框变形量,最大限度地保障乘员的逃生空间,微型面包车前端至少应留有450mm的可压缩吸能空间。本文的研究成果可为其它此类结构的车型整车耐撞性开发提供参考。     

基于ANSYS的钢结构玻璃雨篷可靠性研究

对有限元分析软件ANSYS的概率分析功能做了基本介绍.为研究钢结构雨篷结构可靠性问题,运用ANSYS软件建立了典型钢结构雨篷的有限元分析模型.利用ANSYS软件的概率分析模块来进行钢结构雨篷可靠度分析,选择雨篷结构的载荷、弹性模量等各种设计参数作为随机输入变量,通过交互式界面整理得到APDL命令流建立可靠性分析文件并进行分析,进而得到危险部位的最大应力与最大变形的可靠性概率,得出各设计参数与目标变量的灵敏度关系,可为结构优化设计作参考,提高设计效率.     

基于序列响应面方法的汽车板选材优化设计

提出了一种基于序列响应面方法与模拟退火算法相结合的汽车板选材优化方法,并将其用于车体的侧面碰撞安全性研究,采用多项式近似模型替代车体侧面碰撞的物理有限元模型,针对汽车碰撞部位各个零部件进行优化选材.结果表明,采用优化方法所得车体侧面碰撞部位各个零部件材料可达到合理的匹配,并可改善车体侧面的碰撞安全性.     

小型客车碰撞特性研究

汽车安全性是现代汽车设计的基本出发点之一为了提高汽车的安全性,人们采用了各种各样的主动和被动安全措施,但从根本上来说,车辆的碰撞是不可避免的,所以车辆本身的碰撞特性才是最终的安全性能决定因素本文旨在通过研究现有结构的碰撞动态特性,改进车辆结构,达到最佳的吸能特性,从而提高车辆的安全性研究中采用的方法是有限元计算,工具软件是ＡＮＳＹＳ／ＬＳ－ＤＹＮＡ３Ｄ模型的建立是以张家港牡丹客车厂生产的ＭＤ６６０１型客车为原形,这种车是以货车底盘改装的,车架的吸能占７０％以上,所以本文重点考虑了车架和保险杠,把其它部分作为集中质量加在车架上通过计算得出了碰撞过程的位移量、转角、撞击力、冲量、能量吸收等量的时间历程曲线,分析这些曲线即可对车辆的碰撞安全特性进行评价研究发现碰撞行为有它的一般规律：碰撞时间在１００ｍｓ以内,变形集中在碰撞接触点附近,撞击力可达车重的上百倍,碰撞过程接近平动等观察碰撞变形图可以知道车架各处的变形情况,从而易于改进同时文章验证了软件计算的精确性是良好的     

基于ANSYS的监测装置清洗轮优化设计

介绍了一种新型密闭容器料位监测装置的设计方案。基于ANSYS平台对监测装置的关键零部件清洗轮进行静力学分析,结果显示存在结构冗余。为获得更好的动力学性能,采用拓扑优化和多目标尺寸优化相结合的设计方法,以最大变形量、最大等效应力作为约束条件,对清洗轮进行了以减轻总质量为目标的结构优化设计研究。分析结果表明:与原设计方案相比较,优化圆整后的清洗轮总质量为0.998 kg,相比优化前的1.526 kg,质量减少34.60%;最大等效应力37.215 MPa小于材料的许用压应力110 MPa,说明力学性能满足要求;最大整体变形量为0.023 mm,满足最大整体变形0～0.25 mm的设计需求。     

沉筒式数码相机变焦镜头结构仿真分析

为了减小沉筒凸轮回转中的阻力，避免自锁，必须限制凸轮变焦曲线压力角的极限值；针对常用沉筒式数码相机变焦镜头结构进行了分析，仿真了具有3倍光学变焦的沉筒式变焦镜头光学设计和装配结构设计，建立了筒型凸轮的压力角公式，并对光学设计、结构设计、变焦过程以及零件的工艺要求进行了分析探讨．     

基于Kriging算法与PSO算法的桁架机器人横梁模块智能优化设计方法

桁架机器人搬运能力强、操作方便、定位精度高,在制造业中具有极其重要的作用。 针对桁架机器人自重大而导致的运行稳定性较差和材料冗余等问题进行结构优化设计研究。目前桁架机器人的结构优化设计研究有限元仿真有限元仿真调用次数多,时间损耗大,优化效率低。针对此问题,在分析了桁架机器人横梁部件尺寸、负载与应力、形变之间的关系后,提出了一种基于Kriging模型与粒子群算法的结构优化设计方法,可以有效减少有限元仿真的调用次数,节约时间,提高优化设计效率。     

渐进结构优化方法在联轴器优化设计中的应用

针对联轴器优化设计中普遍关注的结构轻量化和最大应力最小化问题,借助Hyperworks 有限元分析软件,采用渐进结构优化方法,对SSWZ330 型十字轴万向联轴器进行了结构拓扑优化设计。优化后,可使材料节省9． 17%,工作时最大静应变减少2． 3%,最大应力减少52． 1%,改善了结构性能,减轻了结构重量,拓展了Hyperworks 软件在机械部件结构拓扑优化设计领域的实际工程应用。     

基于有限元技术的工业机器人本体刚度优化设计

采用有限元分析技术,对工业机器人整机进行有限元建模;基于有限元模型对整机和各零部件进行刚度贡献度分析,将分析结果和现有评价标准进行对比,识别待优化零部件;对待优化零部件采用结构拓扑优化技术进行优化,最终得出刚度合理的零部件及整机设计方案。通过对比优化前后的整机刚度综合系数和质量参数,可知本文所述方法能够在机器人设计阶段有效优化工业机器人的整机刚度和整体质量,使得机器人刚度设计更为合理。