多驱动的平地机工作装置系统动力学仿真研究

基于系统动力学分析软件ADAMS,建立了工作装置虚拟样机模型、模拟典型作业方式,实现了完整的运动学、动力学分析仿真过程,并结合某企业平地机工作装置的设计实例,对各作业方式下的机构运动进行了设计验证.通过进一步的仿真分析获取了各作业方式下工作装置运动学特性以及工作装置部件的动力学性能,并基于有限元分析软件Hy-perworks对工作装置部件进行了强度校核.结果表明,该方法有利于对工作装置的结构设计、机构优化以及结构拓扑优化.     

基于虚拟样机技术的汽车操纵稳定性参数正交优化设计

以某型轿车底盘为研究对象,采用虚拟样机软件ADAMS建立整车多体动力学仿真模型;结合汽车操纵稳定性的客观定量评价标准,建立了直接生成操纵稳定性评价值的ADAMS函数;用ADAMS软件结合正交试验方法对整车操纵稳定性进行了虚拟正交优化设计。虚拟样机技术在车辆操纵稳定性参数正交优化中的应用,不仅使仿真模型与集中质量模型相比提高了精度,还分析出整车操纵稳定性的主要零部件影响因素,得到了最优的一组设计方案。由于是直接对具体零部件的优化,整个设计过程适于在企业中应用。     

平动椭圆振动筛动力学模型建模方法研究

利用机械系统三维造型软件和多体系统动力学仿真软件建立了平动椭圆振动筛的虚拟样机模型,探讨了建立平动椭圆振动筛的虚拟样机模型过程中的关键技术.并且利用该平动椭圆振动筛的虚拟样机对平动椭圆振动筛进行了运动参数验算分析,分析结果表明采用虚拟样机得出的结果与实验测试结果具有较好的一致性;为平动椭圆振动筛的仿真虚拟模型的构建,研究探索了一种可行的方法.     

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.     

纯电动汽车车身多目标拓扑优化设计

为解决纯电动汽车车身设计中仍沿用传统车身,未同时考虑碰撞相容性和正面碰撞安全性的问题,基于混合元胞自动机拓扑优化方法,以在约束条件下吸收碰撞能量最大化为优化目标,对车身结构进行多工况概念设计,从而确定出合理的电动汽车车身布局,设计出了一种满足正面碰撞安全性与碰撞相容性的车身头部结构.结合拓扑优化结果进行有限元模型验证与厚度分析,结果表明:2~3mm的汽车头部厚度可在满足正面碰撞安全性条件下平衡碰撞过程中车体结构的纵向错位,保证碰撞力的均匀分布,实现车身轻量化.     

基于仿生子结构的铝合金板式节点拓扑优化

针对铝合金板式节点自重大且应用传统拓扑优化效果不佳的问题,在子结构拓扑优化的基础上利用仿生学原理提出一种仿生子结构划分方法,显著改善了铝合金板式节点的拓扑优化效果,并构建一种轻质高强的新型铝合金节点.首先以Y型节点为例提出仿生子结构拓扑优化的基本思路和数学模型并验证了该方法的有效性;然后应用该方法对传统铝合金板式节点进行拓扑优化.优化过程中,先使用SolidWorks软件建立节点模型;然后以甲虫前翅为仿生对象进行拓扑优化子结构划分,并应用HyperWorks有限元软件中的OptiStruct求解器进行给定荷载条件下的节点拓扑优化分析;再通过OSSmooth模块进行FEA reanalysis处理,提取优化结果的关键拓扑特征;最后将拓扑节点有限元模型通过SolidWorks软件进行重建模设计,获得新型铝合金节点.研究结果表明,仿生子结构拓扑优化方法有效提升了结构优化效率和优化效果,应用该方法得到的新型铝合金节点在最大等效应力降低19.97％的同时大幅降低其自重52.91％.     

YKSL1700立式电机转子的应力应变仿真研究

基于Pro/Engineer建立了电机转子的虚拟样机模型,进行了电机工作状态下的工况分析,应用NASTRAN软件,用有限元方法进行了电机转子的应力应变有限元仿真,得到了应力、应变、位移等参数值.进行了电机应变测试试验,实验值与仿真结果相符合.根据仿真结果,分析了电机转子的主要破坏形式和危险位置,结果表明现有转子的结构基本满足设计要求,并在此基础上优化转子外径,减小电机振动,为同类产品的开发和改进提供了参考.     

液压挖掘机工作装置仿真分析

基于三维软件pro／e建立了液压挖掘机工作装置的虚拟样机模型。在多体动力学软件Adams中对工作装置虚拟样机进行了运动学及动力学仿真分析,得出了挖掘机工作装置主要工作范围尺寸及在典型挖掘工况下各铰点的受力情况。为挖掘机构件进行有限元分析及改进提供了依据。     

基于COSMOSMotion和COSMOSWorks的动臂有限元分析

建立主要工作装置的三维实体模型和动臂的虚拟样机模型,以COSMOSMotion软件为平台进行运动学和动力学仿真,并将动臂在铲斗挖掘、斗杆挖掘、混合挖掘三种典型工况下的原始载荷情况从COSMOSMotion中直接输出到有限元分析软件COSMOSWorks中进行强度和结构分析,得各工况下动臂应力最大时的有限元分析结果,为物理样机的试制和和产品的优化设计提供了依据.COSMOSMotion和COSMOSWorks的联合仿真降低了仿真的难度,提高了分析的精度.所采用方法,对于同类产品的设计具有一定的参考价值.     

基于拓扑分割的泵叶轮六面体网格划分方法

叶轮是泵设备的核心零部件之一,关系着泵设备运行的稳定性与安全性;为提高叶轮数值模拟试验的精度与求解效率,提出了一种基于拓扑分割的泵叶轮全六面体网格划分方法;首先进行物理三维模型的拓扑结构理论分析,获取模型的拓扑分割方法;其次研究基于映射理论的六面体网格生成方法,获得虚拟计算域模型;然后优化网格质量并进行网格规模控制;最后以泵叶轮为例,开展全六面体有限元网格划分,并利用ANSYS仿真软件,验证叶轮全六面体有限元网格划分方法的合理性;研究结果表明:叶轮全六面体网格模型具有网格质量高、抗畸变能力强、规模数量小、求解效率快等特点。     

车架结构二次拓扑优化设计与性能分析

针对重型车底盘车架的设计问题,提出一种基于多工况和二次局部优化的整体拓扑优化方法.根据商用车底盘实际尺寸,建立其结构拓扑优化模型.基于7种典型行驶工况得到初始拓扑结构,再根据不同工况对其局部二次拓扑优化得到最终车架优化结构,最后对其进行有限元仿真对比分析.结果表明:新车架结构质量减轻约30 kg,其刚度、强度及模态性能与原车架相比均有一定程度的改善,验证了所提出的二次拓扑优化方法的有效性.     

Virtual Prototype Simulation and Reliability Analysis for Drive System of Armored Chassis

Drive system is the key device of armored chassis. Its working state and reliability influence the maneuver performance of armored chassis directly. In order to simulate the failure process and evaluate the service reliability of drive system in training or battle missions,a new kind of dynamic simulation model and driving simulation platform of the complete drive system were established based on virtual prototype and finite element technology in this paper. Using the platform, the kinematics and dynamic characteristics of drive system were studied and analyzed in detail,the dynamic load spectrum of key components was obtained,the service life was predicted, and the service reliability evaluation results were provided. A simulation example of transmission gear was shown to illustrate the simulation and evaluation process. The result proves that the simulation method not only can be used to compute and evaluate the service reliability of complex mechanical mechanism, but also has high precision and reasonable computational cost. Therefore,simulation and reliability analysis based on virtual prototype of the armored chassis drive system will provide scientific reference for the formulation of armored chassis reasonable repair cycle.     

某两栖车辆新质材料白车身模态分析与测试

坦克装甲车辆的车身作为一种大型箱式承载结构,不仅要承受各种载荷作用,还要具有一定的防护能力,是一种较为复杂的承载系统。车身作为装甲车辆全寿命周期内一个重要承载体,白车身结构设计与试验模态的分析,对于装甲车辆性能与可靠性具有重要的影响。为了获取某两栖车辆车身动态特性参数及验证其结构合理性,本文以某新质材料两栖车辆白车身为研究对象,分别对其进行了计算模态与试验模态分析。通过白车身模态参数与试验模态结果对比分析,验证了有限元模型的可靠性。基于该两栖车辆车体结构模态分布,分析得出车体结构设计的合理性,可避免大部分低阶模态耦合的发生。同时,为避免车辆机动中产生的共振,对悬挂装置等外部激励源的匹配设计提出了建议,为某两栖车辆车身结构的优化设计及改善车辆的动态响应特性提供了理论依据。     

某轻型车辆底部结构爆炸仿真与试验研究

以某轻型车辆为研究对象,在爆炸冲击作用下车身底部结构响应进行仿真与试验研究。采用任意拉格朗日—欧拉算法(arbitrary Lagrange-Euler,ALE)对爆炸冲击作用下的板壳结构响应进行仿真计算分析。通过对比分析仿真结果与理论结果,验证了算法的准确性。根据某轻型车辆建立试验样车有限元模型,进行了爆炸仿真分析,研究其在爆炸冲击作用下车身底部结构损伤与车身底板结构响应。研究了试验样车爆炸试验方法进行了样车的实爆试验,验证了样车仿真的准确性,根据车身及底部结构损伤形态为后续整车车身设计提供合理建议。     

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.     

PEX150×750细碎鄂式破碎机运动学仿真及有限元分析

对PEX150×750细碎鄂式破碎机传动机构进行了运动学仿真及有限元分析,基于ADAMS建立了鄂式破碎机虚拟样机模型,通过运动仿真分析得到了PEX150×750细碎鄂式破碎机动鄂齿面的运动轨迹,动鄂的行程特征值;利用有限元软件ANSYS Workbench对动鄂体进行有限元分析,得到了动鄂体应力与变形的分布规律.分析结果表明PEX150×750细碎鄂式破碎机满足破碎要求,结果为破碎机的优化设计与结构改进提供了的参考,有一定的实用价值.     

移动式垃圾转运站翻转机构动力学仿真与优化

以提高结构强度和减轻自重为目标,利用ADAMS和ANSYS软件对移动式垃圾转运站翻转机构进行动力学仿真与结构有限元分析,提取典型姿态下构件的动力学参数,建立参数化有限元分析模型,得到典型工况的应力分布,结合结构优化导重法进行优化设计。在保证结构应力低于许用应力的情况下,优化后整体结构最大应力从262 MPa下降到186.3 MPa,重量下降49 kg,提高了产品的性价比和市场竞争力。     

轿车车头子系统的结构动力修改

对轿车车头子系统进行正确的结构动力修改是利用其代替整车进行室内道路模拟试验的关键.结合轿车白车身试验模态分析和有限元分析的结果,成功地对某承载式轿车车身的车头子系统结构进行了基于优化算法的结构动力学修改.室内台架试验结果表明,修改后的车头子系统可以准确地反映整车的动态特性,为室内道路模拟试验打下了良好的基础.     

轻质结构发动机罩设计研究

以汽车发动机罩为例，结合材料特性、生产工艺、连接工艺等方面因素，设计四种不同材料发动机罩结构方案．采用拓扑方法优化、改进结构，并通过有限元结构模拟计算，比较分析并评价各方案．选择其中综合性能优势最为显著的复合材料结构方案进行试制并试验．通过对比模拟计算结果和试验结果，验证了复合材料结构方案的性能优越性．在轻量化方法、设计试验规范、选材与结构等方面，为汽车车身的轻量化研究探索了一条技术路线。