高速電動輪輕量化設計
關注創建者：wkd1106 創建時間：2019-09-22
高速電動輪輕量化設計的視頻教程
航空航天行業增材制造的設計自由化、輕量化和供應鏈革命-西門子端到端增材制造
航空航天行業增材制造的設計自由化、輕量化和供應鏈革命-西門子端到端增材制造 適用人群：航空航天增材部門負責人、增材數據準備工程師、機械設計/仿真工程師、研發/科研人員等 航空航天行業增材制造的設計自由化、輕量化和供應鏈革命【已結束】 直播時間：2020-05-26 20:00 增材在很多專家眼里有潛力成為下一個工業革命的關鍵技術，改變全球工業制造的版圖。
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Altair大學生方程式賽車輕量化設計解決方案
?Altair大學生方程式賽車輕量化設計解決方案。 本視頻整理自Altair-China視頻課程，為免費視頻，整理出來旨在分享hyperworks知識給廣大同行，不為個人利益，若有侵犯相關合法權益請告知，即刻根據規范刪除。
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高速電動輪輕量化設計的實例教程
在一個“設計、生產用于電動汽車的輕量化金屬-復合材料變速箱”的項目中，CompoTech公司、布拉格捷克理工大學、韓國機械與材料研究院和三洋減速機公司協同工作，減輕了25%的重量，并憑借高振動阻尼而降低了噪聲。
變速箱主體由復合材料與金屬嵌件制成
該項目的目標是，開發用于電動汽車的輕量化高速變速箱，變速箱主體由復合材料與金屬嵌件制成以提供支撐表面。CompoTech公司設計并生產了齒輪箱殼體的上半部分，并正在生產更加復雜的下半部分，同時還開發了強度和疲勞試驗軸。該變速箱殼體和軸由許多零件組成，它們由粘合劑進行粘接。
強度和疲勞試驗軸
為支持變速箱的設計，采用各種類型粘合劑的試驗樣品得到了設計、生產和測試。布拉格捷克理工大學通過試驗和有限元分析，為設計和開發提供了支持。韓國的合作伙伴則提供了變速箱的技術規格，并將完成對變速箱的組裝和測試。
捷克技術局對此提供了財政支持。該項目自2016年開始運行，將于2019年10月結束。
展開 某電動車公司推出一款微型電動車，適用于保衛、觀光、代步和運輸等多種用途，該車經有限元分析表明，仍具有一定的輕量化設計空間，通過減輕車架質量，一方面降低成本，另一方面也可提高電動車的續航里程。電動車車架如圖1所示。該電動車為脊梁式結構，中部為電池框，前軸和后軸分列電池框前后。該車架采用Q235矩形鋼管，初始整備質量（含兩名乘員150Kg）653Kg。
圖1 車架示意圖
1.有限元建模
使用Hypermesh建立車架的有限元模型，為滿足車輛行駛狀態下的極端工況要求，分別設置彎曲和扭轉兩個工況，動載系數參考相關資料設置為2.5和1.5.
選擇以所有的桿件的橫截面寬度和高度為設計變量，為滿足制造要求，對對稱件和相關的桿件進行尺寸關聯，保證優化過程中桿件間尺寸一致，設計變量可以選擇連續尺寸，也可以根據廠商所能夠買到的型材進行離散尺寸優化。以質量最輕為目標函數，材料的屈服極限、一階固有頻率、剛度和尺寸為約束。
2.優化結果
經過尺寸優化，在保證彎曲剛度、扭轉剛度和固有頻率不低于優化前的同時，車架質量下降14Kg，減重幅度達到17%。
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引言
輕量化技術是一種降低尾氣污染物排放的技術路線，在保證汽車整體各項性能的前提下，對汽車進行輕量化，可以有效降低汽車的質量，節省能源，減少尾氣排放。根據相關資料顯示，國外的乘用車和商用車在輕量化方面每10 年平均降質10%，整備質量的輕量化在未來依舊會降質20%，而我國在乘用車和商用車兩方面的輕量化研究都比較少，整備質量比國外同類型車的整備質量高10%～15%。電動汽車在國家政策的支持下蓬勃發展，以輕量化技術推動電動汽車協同發展是未來電動汽車發展的趨勢之一。
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有限元法簡介及仿真
1.1 有限元法簡介
有限元法是一種高效能、常用的計算方法。有限元的核心思想是結構的離散化。有限元方法解題步驟可歸納如下：
（1）結構離散化。將模型離散為若干相互連接、不重疊的單元。
（2）確定單元基函數。選擇合適的插值方式作為單元的基函數。在有限元分析中常用的有2種插值方式：位移法和混合法。位移法計算簡單，采用節點位移為未知量。混合法基本未知量有節點力和位移構成。采用位移法計算，就是利用節點位移來表述單元的位移、應力和應變。單元內任意一點的位移都可以用式（1）計算
（3）單元分析。
展開 大批量生產的中低端車型依然裝配被動鋼螺釘彈簧。對于輕量化汽車來說，復合材料的板彈簧在成本持續下降后，有可能會得到應用。
來源：輕量化技術網
摘 要：為達到汽車輪轂輕量化目的，在汽車輪轂的概念設計階段對汽車輪轂進行結構尋優。用拓撲優化技術作為概念設計的方法，建立基于變密度拓撲優化方法的汽車輪轂概念設計數學模型；利用ProE三維建模軟件建立某汽車輪轂的三維模型和概念幾何模型；使用Hypermesh前處理軟件建立某汽車輪轂的概念設計有限元模型，然后引用折中規劃法解決多工況問題，在Optistruct結構優化軟件中建立汽車輪轂的優化模型和優化參數；利用拓撲優化技術在hyperworks軟件OSSmooth模塊構建了3種輪轂的創新型拓撲結構，分別將3種不同的拓撲結構導入CAD軟件進行二次設計，對二次設計后的新型輪轂進行有限元分析。結果表明：在滿足材料許用應力的前提下，7輻輪轂相比8輻、9輻以及原輪轂更滿足要求，質量比原輪轂減小12.2%。
關鍵詞：概念設計；汽車輪轂；拓撲優化；輕量化
0 引言
節能減排已成為汽車工業發展的主要方向，汽車輕量化是實現汽車節能減排的最佳途徑，合理的結構設計是汽車輕量化的有效手段。汽車輪轂是汽車的重要部件，在行駛過程中，汽車與地面之間的力和力矩都是由輪轂承受和傳遞，輪轂直接影響汽車的整體行駛穩定性、安全性、可靠性、平順性、牽引性以及外觀形狀，對汽車的整體能源消耗和輪胎壽命有很大影響。我國汽車結構輕量化技術發展迅速，國內很多學者根據有限元仿真技術對汽車現有結構進行了優化，雖然達到了較好效果，但忽略了結構的概念設計階段。
概念設計作為機械產品重要的前期設計階段，很大程度上決定了客戶對產品的功能要求。相對于中后期的結構優化，早期的設計成本更低，設計自由度更高。通過概念設計階段科學的分析計算，建立較為理想的設計模型，減少了設計中后期因為改進需要進行的大量反復修改，既縮短了周期又降低了成本[1-3]。
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今日16:00，Ansys官方『Ansys 結構輕量化優化設計解決方案及案例分析』介紹Ansys Mechanical拓撲優化仿真解決方案，以及輕量化結構設計的工程案例分析，感興趣的下滑預約學習??
時間：5月12日（星期二），16:00-17:00
內容簡介：
1. Ansys Mechanical 拓撲優化仿真解決方案
2.輕量化結構設計案例分析
講師：
緊湊型望遠鏡案例分析
簡介
緊湊型望遠鏡作為便攜觀測類光學核心設備，以反射鏡緊湊排布實現光路折疊與像差校正，在壓縮體積的同時保障望遠成像效果，是便攜觀測、安防偵察及消費級觀景設備的關鍵組件，其光學結構的合理性直接決定成像分辨率、視場范圍與設備便攜性，需嚴格滿足輕量化與高成像的雙重設計標準。本項目基于 OAS 光學軟件，通過光機一體化建模、多維度像差校正與雜散光優化，構建高性能緊湊型望遠鏡光學方案
仿真+AI技術為快消包裝行業賦能提速、降本增效、推動可持續發展。
“
輕量化設計不僅關乎成本削減，更在于放大環保影響力。每減少一克材料，都能節省樹脂用量、減少廢棄物產生，且隨著貨架上數百萬件產品的規模化效應，成效將十分顯著。而 PhysicsAI 讓我們能夠以前所未有的速度實現這些成果。
—— Kinetic Vision 開發總監
Shane
<p><br></p><p><strong>仿真+AI技術為快消包裝行業賦能提速、降本增效、推動可持續發展。</strong></p><p><br></p><p><br></p><p>“</p><p class="ql-align-justify">輕量化設計不僅關乎成本削減，更在于放大環保影響力。每減少一克材料，都能節省樹脂用量、減少廢棄物產生，且隨著貨架上數百萬件產品的規模化效應，成效將十分顯著
為推動產品輕量化設計與人工智能技術在工程設計、仿真與制造領域的深度融合，全國大學生先進成圖技術與產品信息建模創新大賽組委會聯合 澳汰爾工程軟件（上海）有限公司 Altair 舉辦“第五屆輕量化設計與AI 應用教師培訓及競賽”。
培訓亮點
本次培訓聚焦兩大前沿方向：
輕量化設計： 掌握 Altair Inspire
在一項聯合創新項目中，德國鐵路（Deutsche Bahn）、SLM Solutions公司聯合海克斯康對貨運列車鉸鏈的傳統設計進行了優化，并借助增材制造技術實現了重新開發。得益于海克斯康旗下的MSC Apex仿真平臺生成式設計帶來的重量優化成果，這些部件能夠通過3D打印實現更具成本效益的生產。
面臨挑戰
貨運列車等設備資產壽命長達數十年，導致備件難以長期儲備。設備故障時，備件采購成為運營商的嚴峻挑戰
<p class="ql-align-right"><strong>本文作者：Royston Jones</strong></p><p class="ql-align-right"><strong>Altair 產品設計首席技術官&汽車行業高級副總裁</strong></p><p><br></p><p>長期以來，汽車產品的設計與制造方式基本保持不變。這是一個緩慢、耗時的過程，以試錯法和物理原型為特征
摘 要：以某型內燃機車司機室防撞柱為對象，使用仿真軟件HyperWorks建立有限元仿真模型，計算了防撞工況的應力分布。并在此基礎上，分別使用尺寸優化的方法、尺寸與形狀聯合優化的方法，對模型進行優化設計改進。聯合使用尺寸與形狀優化可以較大程度地改善模型的應力水平，并且質量降低了20.7%，達到了輕量化的設計目標。
關鍵詞：防撞柱;有限元;輕量化;HyperWorks;
摘 要：以某款新能源汽車的鋼制車門為分析對象，借助HyperWorks有限元軟件，對車門進行靜力學和模態性能分析。以分析結果為參考，采用等質量替換法，建立碳纖維復合材料車門的有限元模型。以復合材料車門質量最小化為目標函數，靜態性能為約束條件，進行了自由尺寸優化、尺寸優化、鋪層順序優化。對優化結果規整后進行性能驗證。結果表明，獲得的優化方案在滿足性能要求的前提下，實現了車門減重48.3%，完成了車門的輕量化設計
摘 要：為達到汽車輪轂輕量化目的，在汽車輪轂的概念設計階段對汽車輪轂進行結構尋優。用拓撲優化技術作為概念設計的方法，建立基于變密度拓撲優化方法的汽車輪轂概念設計數學模型；利用ProE三維建模軟件建立某汽車輪轂的三維模型和概念幾何模型；使用Hypermesh前處理軟件建立某汽車輪轂的概念設計有限元模型，然后引用折中規劃法解決多工況問題，在Optistruct結構優化軟件中建立汽車輪轂的優化模型和優化參數
