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节能赛车车架的油缸尺寸优化及其有限元说明

时间:2017-06-03 10:00来源:来自网络 作者:天圆液压 点击:
HONDA中国节能竞技大赛是通过本身计划并建造车赛车,行使划定量的汽油行驶,通过换算,最后得出1升油可以或许利用几多公里的一项节能竞技赛事。赛会为参赛车辆提供同一的动员机,其余部件则由各车队独立创作完成,各参赛队可以充实验显现各自节能的创想,打造完

  提交RADIOSS计较求解后,获得最大变形为2.3mm,位置与满载弯曲工况中的靠近。最大应力为86.9MPa,但位置产生了改变,如图5所示

  扭转工况是一种较量极度的状态,平凡车辆行驶的路面状况不不变,也许会碰着过坑环境,此时一个车轮悬空,车架产生扭转。

  [1] Altair Engineering Inc. HyperWorks User’s Manual Version 11.0

  启动时车辆从静止状态变为行为状态会受到刹时较大的攻击力。

  图4 尺寸优化后的位移和应力云图

  载荷配置:车架所遭受的力包罗:车手重力:550N;动员机重力:240N;外壳及其他附件重力:300N。

  起首通过igs名目将车架几许模子导入HyperWorks,因为车架由薄壁管构成,适实用壳单位成立有限元模子。行使midsurface成果抽取中面后,举办几许整理,并分别二维网格。

  因为在上一阶段的计划中已经成立了车架的有限元模子。本文只简朴先容,不再详述模子的成立进程。

  [2] 刘竹清. 客车车身布局轻量化研究[D]. 北京航天大学硕士学位论文, 2003, 3.

  尺寸优化后的车架比原计划减轻2.1kg,进一步发掘了车架的轻量化潜力。通过拓扑优化和尺寸优化后的车架,总共比上届车架的9Kg质量减轻了50%,可见上届计划的车架过于守旧。

  HONDA中国节能竞技大赛是通过本身计划并建造车赛车,行使划定量的汽油行驶,通过换算,最后得出1升油可以或许利用几多公里的一项节能竞技赛事。赛会为参赛车辆提供同一的动员机,其余部件则由各车队独立创作完成,各参赛队可以充实验显现各自节能的创想,打造完全属于本身的赛车。个中车辆轻量化是取的好后果的一个重要身分。

  有限元模子如图1所示。

  3.2制动工况

  [3] 黄天泽, 黄金陵. 汽车车身布局与计划[M]. 北京:机器家产出书社, 1992. 10.

  提交RADIOSS求解后,液压油缸,获得位移和应力云图,如图2所示。

  将壳单位的厚度设为优化计划变量,初始值为0.9,最小值为0.6,最大值为1.5,并选择适才成立的离散变量。

  

  (a)位移云图 (b)应力云图

  配置位移相应和体积相应,束缚前提为最大位移10mm,优化方针为体积最小(即重量最轻)。

  

  图1 车架有限元模子

  因为该车后轮为驱动轮,以是束缚两前轮x、y、z偏向及后轮z向自由度,启动刹时需降服的临界摩擦力近似于滑动摩擦力,轮胎与地面滑动摩擦系数约莫0.5,故在后轮施加驱动力545N。

  必要声名的是,该车只在操练和正式角逐的短时刻内行使,为了只管发掘车辆轻量化的潜力,并不必要很高的安详裕度。又因为节能车角逐并非比速率的赛车行为,角逐进程中的均匀速率为25km/h,且不会呈现急刹车、急加快、高速过弯等极限工况,而赛车场路面状况极佳,不会呈现明明的波动环境。因此其余极限工况呈现的概率较低,其他工况校核时只要变形和应力不明明高出计划指标,就以为是可以接管的。

  颠末有限元说明后,这个从满载弯曲工况角度计划的车架,如故可以满意其余工况下的行使要求(针对节能车角逐这个非凡配景)。在某些工况中的应力在必然水平上到达了计划要求的临界值,这也到达了只管施显现原料机能的计划初志。

  [4] 张润生, 侯炜. 车架刚度及强度的有限元说明[J]. 拖沓机与农用运输车. 2007. 04: 29-30.(end)

  提交OptiStruct举办尺寸优化后,厚度为0.6mm,位移和应力云图如图4所示。此时最大位移为6.1mm,没有高出10mm的划定值。最大应力为100.6MPa,304牌号的不锈钢原料屈服强度为 205MPa,可计较获得安详系数为2.04。此时车架质量为4.4Kg,对比尺寸优化前的6.5Kg,车架减轻32.3%。

  市场上可供选择的30×30mm钢管壁厚范畴从0.6~1.5mm,增量为0.1mm。因此必要预先配置一个离散的计划变量。在discrete dvs面板中配置离散变量为0.6~1.5,增量为0.1,如图3所示。

  5 参考文献

  图2 有限元计较功效

  4 结论

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