汽车后下部防护设计报告 - 图文
更新时间:2024-03-15 07:32:01 阅读量: 综合文库 文档下载
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基于HyperMesh 货车后下部防护装置
概念设计报告
姓名:张帅 班级:T1143-5
学号:20110430503 指导老师:李楚琳
货车后下部防护装置概念设计报告
货车后下部防护装置概念设计报告
T1143-5 张帅20110430503
一、设计要求
使用OptiStruct拓扑优化功能对货车后下部防护装置进行概念设计,优化得到的结构不仅重量更轻,且满足所有载荷工况的约束要求。
(GB11567.2-2001)
(图2 建议强度)
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货车后下部防护装置概念设计报告
如上图为汽车和挂车后下部防护要求的国家标准,经查阅资料,理想的加载强度如图二:
则货车后下部防护装置的网格及加载位置如图三所示,零件指定约束点(载荷施加的5个点)的合位移,在该点上施加两种载荷后产生 的位移限制为400mm(试验时加载方式为均布静载荷,加载块的宽为200mm,高<=250mm),优化设计目标是尽可能减少设计材料。
二、优化问题描述
目 标:体积最小化
约 束:施加载荷的节点在两种工况下的合位移均小于400mm; 设计变量:单元密度
(图3 网格及加载位置)
此概念设计基于车架尺寸高度为180mm,两车架外侧距离600mm,车厢宽1800,车厢底面距离地面的高度为1200mm,设计安装跨度(前后方向的轮廓)800mm,保险杠尺寸高度为120mm,宽度1800mm,底边距地面高度为400mm。(设计尺寸均满足GB11567.2-2001)
三、优化过程
基本分析过程包括如下内容:将已经建好的模型导入HyperMesh;定义相关的属性、边界条件、载荷、和优化参数后,使用OptiStuct确定材料的最优分布;结果(实体的分布)将以单元密度值从0到1的云图在设计空间中显示,需要加强的区域的密度趋向于1。
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货车后下部防护装置概念设计报告
1.读取数据并定义相关属性
定义材料为steel,各项同性(MAT1),弹性模量E=2e+5,泊松比Nu=0.3。创建属性卡片,指定单元属性 。
2.划分网格 鉴于模型外形较为简单,可以采用2D_automesh平移为3D(elem offset)的方式,也可以solid map直接自动划分3D网格。
3. 建立FE模型
该模型在与车架外侧接触的两个面上使用面约束,约束两个面上所有节点的所有自由度。
两个工况对应的两点和三点约束位置如国标要求,大小为建议强度(均布载荷,先分别建立五个rigids,再在五点分别加载)。
表2 力的设定
Collector P1 P2 Magnitude -150,000 -100,000 Axis z-axis z-axis 创建OptiStruct子工况,该工况的约束由load collector中的spc指定,力由load collector中的p1、p2指定。
4. 在HyperMesh中设置Optimization
定义好设计约束:设置p1、p2两个子工况的极限位移为10mm,此位移量远小于国标,符合要求,属于硬质防护。
5. 提交任务
6. 查看结果和后处理
工况 p1结果
(图4 子工况subcase1—p1的29次迭代后位移云图)
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货车后下部防护装置概念设计报告
(图5 子工况subcase1—p1的模型变形放大20倍后的图)
工况 p2 结果
(图6 子工况subcase2—p2的29次迭代后位移云图)
(图7 子工况subcase2—p2的模型变形放大20倍图)
(图8 施加所有工况后密度结果静态图)
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货车后下部防护装置概念设计报告
(图9 密度(0.05)结果的等值面图)
四、分析
对于p1工况,其最大位移为12.81mm,p2工况最大位移为25.97mm,均在设计允许范围内,施加载荷点位移远小于国标规定的400mm,满足设计要求。
总结
以上是基于HyperWorks 10.0 对货车后下部防护装置概念设计的全过程,图9即为优化的最终结果。这对实际设计有着重要的借鉴意义,在防护装置的支架强化及安装位置的确定起到了重要作用。
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货车后下部防护装置概念设计报告
(图9 密度(0.05)结果的等值面图)
四、分析
对于p1工况,其最大位移为12.81mm,p2工况最大位移为25.97mm,均在设计允许范围内,施加载荷点位移远小于国标规定的400mm,满足设计要求。
总结
以上是基于HyperWorks 10.0 对货车后下部防护装置概念设计的全过程,图9即为优化的最终结果。这对实际设计有着重要的借鉴意义,在防护装置的支架强化及安装位置的确定起到了重要作用。
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