【摘 要】
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对于地铁车辆,车体下部安装的各种设备部件安全性至关重要.本文以某地铁车下吊挂托架结构优化设计为例,首先利用HyperMesh软件对设备吊挂结构进行有限元结构建模,经过Radioss计算模块分析验证,发现原设计结构的不足之处.然后分别使用Inspire和OptiStruct专业拓扑优化程序,对设计结构进行优化.参考构架载荷传递路径,同时综合考虑结构材料、焊缝位置、板厚等要素,确定工程化方案,相比原设
【机 构】
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中车青岛四方机车车辆股份有限公司技术中心 青岛市城阳区锦宏东路88号 266111
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对于地铁车辆,车体下部安装的各种设备部件安全性至关重要.本文以某地铁车下吊挂托架结构优化设计为例,首先利用HyperMesh软件对设备吊挂结构进行有限元结构建模,经过Radioss计算模块分析验证,发现原设计结构的不足之处.然后分别使用Inspire和OptiStruct专业拓扑优化程序,对设计结构进行优化.参考构架载荷传递路径,同时综合考虑结构材料、焊缝位置、板厚等要素,确定工程化方案,相比原设计减重约35％.最后总结地铁车下结构优化的一般性技术路线,为优化设计提供指导.
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在白车身设计中,结构主断面的设计是最主要的设计手段,主断面设计包括结构特征设计和几何尺寸设计,关键结构断面的几何尺寸对白车身的刚度有着决定性影响.本文以概念阶段车身主断面优化为例,介绍了OptiStruct软件在车身概念设计阶段梁/壳简化有限元模型的建立及优化白车身主断面的应用.从分析结果来看,通过在概念阶段对白车身主断面的快速分析及优化,可以有效地指导车身主断面的设计,且轻量化效果明显.
叉架是剪叉式高空作业平台的核心部件,有限元分析技术已经广泛应用于叉架的研发设计过程中.本文利用通用有限元分析软件HyperWorks,运用OptiStruct求解器,对叉架不同危险位置建立了有限元静态分析模型,实现了对高空作业平台叉架的结构强度分析.根据分析结果,利用应力测试设备对结构危险位置进行了应力测试,测试结果与分析结果基本吻合,证明了有限元分析模型的正确性.
对阻尼材料损耗因子的频变特性进行测试,在HyperMesh中建立不同的考虑频变特性阻尼模型,与试验对比选出最佳仿真模型.以等效辐射声功率最小为目标,使用OptiStruct对白车身上的阻尼层进行拓扑优化,将拓扑优化结果进行工程化修整,并敷设于整车仿真模型,最后将阻尼层拓扑前后的路噪水平进行对比.结果表明,OptiStruct软件可以有效的用于车身阻尼层的拓扑优化.
车内噪声水平是评价汽车NVH特性的重要指标,在汽车加速行驶时,经常在车内产生加速轰鸣声.本文针对某车型加速噪声问题,基于HyperMesh建立的TB(内饰车身)的有限元模型,仿真传递函数和响应试验数据利用逆矩阵方法得出动力总成系统激励载荷,将载荷加载在TB车身上进行加速噪声仿真分析,复现实车噪声问题;基于OptiStruct/HyperGraph软件,利用ODS及板块贡献量分析找到车身优化方向,提
本文利用Altair公司的OptiStruct求解器对粗滤器支架总成分别进行了约束模态分析、过载分析及基于模态法的频率响应分析,其过载分析中均满足要求,但在Y向加速度激励作用下的频响分析中,挡板支架的圆角过渡处存在较大的应力,且不满足设计要求.通过对比前六阶的模态结果和挡板支架的应力云图结果,增加挡板支架与粗滤器支架的连接,使挡板支架在Y向频响分析中最大应力下降了30％,最终粗滤器支架总成均满足设
本文以某商用车使用的一款直通滤与挡泥板支架总成为研究对象.运用HyperWorks软件对直通滤与挡泥板支架总成进行基于模态的频率响应分析.结合分析结果对直通滤与挡泥板支架总成提出结构上的改进方案,并对改进后的直通滤与挡泥板支架总成进行基于模态的频率响应分析.结果表明,改进后的结果与原结构相比,应力值降低,满足日常使用要求.
基于HyperWorks软件对某自卸车光车架与带副车架两种情况进行有限元模型的搭建与求解,对比分析车架的位移、刚度、应力值的差异,给车架扭转试验方法的研究提供参考.
针对设计部门初版推力杆支座结构方案不能满足过载工况强度性能要求的问题,本文利用Altair Inspire的拓扑优化功能对该支座进行优化设计.通过结构优化,在同等边界条件下,新支座实现37.9％的强度性能提升,同时重量较原方案减轻14.3％,兼顾了性能需求和轻量化.本文阐述的优化设计方法对类似产品的设计具有重要的参考意义.
在白车身概念设计阶段,综合利用OptiStruct优化方法,通过拓扑优化和断面优化,实现白车身结构的概念设计.首先进行白车身结构的多工况拓扑优化,得到最佳的载荷传递路径.通过对比分析拓扑结果,利用柔性建模技术,解读拓扑路径,并建立白车身三维结构概念模型.进而利用尺寸优化和形状优化,完成白车身概念结构的断面优化设计.