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扭轉(zhuǎn)剛度的案例

基于Hyperworks白車身扭轉(zhuǎn)剛度仿真分析 ¥15
白車身剛度是整車性能開發(fā)的一個重要指標,它決定了車輛在外力作用下抵抗變形破壞的能力。白車身剛度與整車許多性能指標均有關(guān)聯(lián),如耐久性能、碰撞安全性能、操穩(wěn)性能和NVH性能等。而白車身彎曲剛度扭轉(zhuǎn)剛度是反映白車身剛度的兩項重要性能指標。當前的主流輕量化設(shè)計趨勢就是在控制成本和重量的前提下,盡可能提升白車身的彎扭剛度值。其中,白車身扭轉(zhuǎn)剛度還是白車身輕量化程度的重要表征。國際上流行的一個重要的車身設(shè)計指標—輕量化系數(shù),就是根據(jù)白車身扭轉(zhuǎn)剛度、白車身質(zhì)量、軸距和輪距計算得到的。 圖1 白車身扭轉(zhuǎn)剛度分析結(jié)果 輕量化系數(shù)公式: 圖2 輕量化參數(shù)的示意圖 圖3 扭轉(zhuǎn)剛度分析結(jié)果(z向位移圖) 利用OptiStruct求解器計算BIW的扭轉(zhuǎn)剛度,采用的加載工況和約束條件,及根據(jù)仿真分析的結(jié)果計算得到該白車身扭轉(zhuǎn)剛度值,白車身輕量化系數(shù),詳情見收費內(nèi)容部分。 該白車身的扭轉(zhuǎn)剛度為8377.033N?m/deg,白車身輕量化系數(shù)為1.192。 凡購買本案例的朋友在操作上有什么疑問,都可以私信我,針對本案例中的操作問題我將免費為你解答。還是那句話,我們不玩虛的,玩虛的沒意思!
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hyperworks橫向穩(wěn)定桿六面體網(wǎng)格劃分、線剛度扭轉(zhuǎn)剛度和側(cè)傾角剛度及強度和疲勞仿真分析
image_process=/format,webp/quality,q_40" data-initial-src="https://img.jishulink.com/202402/attachment/7f2ca2c57b384cd28fb348e930d772ab.bmp"> </figure> </div><p><br></p><p>同時,穩(wěn)定桿的剛度又分為線剛度扭轉(zhuǎn)剛度和側(cè)傾角剛度,為了對剛度進行計算,我們運用hyperworks軟件,對穩(wěn)定桿進行六面體網(wǎng)格劃分,</p><div contenteditable="false" width="100%"> <figure class="figure-image" data-img="https://img.jishulink.com/202402/attachment/3cd5d069914f41a388e409ecad514d89.png" style="text-align: center"> <img src="https://img.jishulink.com/202402/attachment/3cd5d069914f41a388e409ecad514d89.png" data-mobile-src="https://img.jishulink.com/202402/attachment/3cd5d069914f41a388e409ecad514d89.png?image_process=/format,webp/resize,w_400" data-pc-src="https://img.jishulink.com/202402/attachment/3cd5d069914f41a388e409ecad514d89.png?
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白車身扭轉(zhuǎn)剛度分析報告 ¥1
1 分析目的 2 使用軟件說明 3 有限元模型建立 4 白車身扭轉(zhuǎn)剛度分析邊界條件 5 分析結(jié)果 6 結(jié)論 1 分析目的 車身是轎車的關(guān)鍵總成,除了保證外形美觀以外,汽車設(shè)計工程師們更注重車身結(jié)構(gòu)的設(shè)計。車身應(yīng)有足夠的剛度,剛度不足,會導(dǎo)致車身局部區(qū)域出現(xiàn)大的變形,從而影響了車的正常使用。低的剛度必然伴隨有低的固有頻率,易發(fā)生結(jié)構(gòu)共振和聲響。本報告以 QQ 白車身為研究對象,利用有限元法,對其進行扭轉(zhuǎn)剛度分析。 2 使用軟件說明 本次分析采用 Hypermesh 作前處理,Altair optistruct 求解。HyperMesh 是世界領(lǐng)先的、功能強大的 CAE 應(yīng)用軟件包,也是一個創(chuàng)新、開放的企業(yè)級 CAE 平臺,它集成了設(shè)計與分析所需的各種工具,具有無與倫比的性能以及高度的開放性、靈活性和友好的用戶界面,與多種 CAD 和 CAE 軟件有良好的接口并具有高效的網(wǎng)格劃分功能;Altair Optistruct 是一個綜和隱式和顯示求解器與一體的大規(guī)模有限元計算軟件,幾乎所有的線性和非線性問題都可以通過其進行求解。Altair Optistruct 最強大的功能是其友好的 CAO 接口,通過 AltairOptistruct 可以進行形狀、尺寸、拓撲結(jié)構(gòu)等優(yōu)化,采用固定的內(nèi)存分配技術(shù),具有很高的計算精度和效率。 3 有限元模型建立 根據(jù)設(shè)計部門提供的白車身的工藝數(shù)模建立 QQ 的計算模型,對模型進行了有限元離散處理:白車身所有零部件都采用板殼單元進行離散,并盡量采用四邊形板殼單元模擬,少量三角形單元以滿足高質(zhì)量網(wǎng)格的過渡需要;粘膠用實體單元模擬,焊接采用 CWELD和 RBE2 單元模擬。其中四邊形單元 469700 個,三角形單元 15543 個,三角形單元比例3.4%。
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后懸扭力梁扭轉(zhuǎn)剛度分析
汽車后懸扭力梁扭轉(zhuǎn)剛度分析.pptx
扭轉(zhuǎn)剛度圖1
駕駛室BIP扭轉(zhuǎn)剛度分析規(guī)范 ¥10
駕駛室BIP扭轉(zhuǎn)剛度分析規(guī)范
汽車后懸扭力梁扭轉(zhuǎn)剛度分析
基于Abaqus汽車后懸扭力梁扭轉(zhuǎn)剛度分析.pdf
乘用車前機罩扭轉(zhuǎn)剛度CAE分析標準 ¥3
乘用車前機罩扭轉(zhuǎn)剛度CAE分析標準 分析目的 計算方法 有限元模型介紹 邊界條件 分析結(jié)果及目標值評價
CAE在汽車優(yōu)化設(shè)計的仿真分析與應(yīng)用
扭轉(zhuǎn)剛度計算及結(jié)果 (1)邊界條件 分別約束白車身左右后懸架彈簧支座位置13、123平動自由度,并約束前防撞梁中心Z向平動自由度;載荷條件為在左右前懸架彈簧支座位置施加大小相等、方向相反的垂力7350N,施加扭矩為前軸許用軸荷,扭轉(zhuǎn)剛度計算計算公式如下: 計算結(jié)果 通過公式(2)得到前懸相對扭轉(zhuǎn)角為0.726deg,通過公式(1)得到扭轉(zhuǎn)剛度為11472N·m/deg,其左前縱梁扭轉(zhuǎn)位移曲線圖見下圖: 圖2扭轉(zhuǎn)位移曲線圖 靈敏度計算及結(jié)果 結(jié)構(gòu)靈敏度是指所關(guān)注的結(jié)構(gòu)性能指標對某些結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化梯度,白車身扭轉(zhuǎn)剛度靈敏度分析是車身扭轉(zhuǎn)剛度的變化對車身結(jié)構(gòu)設(shè)計參數(shù)變化的敏感性。除了扭轉(zhuǎn)剛度靈敏度外,為了更加有效地反映車身鈑金單位厚度對扭轉(zhuǎn)剛度的靈敏度,進行了歸一化處理,得到扭轉(zhuǎn)剛度相對靈敏度,即扭轉(zhuǎn)剛度靈敏度與質(zhì)量靈敏度的比值,它主要體現(xiàn)了厚度對扭轉(zhuǎn)剛度的貢獻效率。扭轉(zhuǎn)剛度相對靈敏度有正負號之分,由于質(zhì)量靈敏度為正,所以其符號與扭轉(zhuǎn)剛度靈敏度一致。扭轉(zhuǎn)剛度靈敏度正值表示結(jié)構(gòu)響應(yīng)位移的變化與板件厚度變化具有相同的趨勢,負值表示相反的趨勢。 靈敏度計算的設(shè)計變量為車身板料厚度屬性,本文進行了對稱處理,即左右對稱件放入一個部件中,減少變量數(shù)量,提高計算效率,便于排序處理。計算中共選取了73個零件,以車身的初始設(shè)計厚度為初值,設(shè)置變量變化范圍±50%。響應(yīng)函數(shù)為左右前懸架中心點對應(yīng)的大梁上中心測點的Z向位移絕對值平均值d和白車身全局質(zhì)量。約束函數(shù)為將約束d定義在一定范圍內(nèi)。目標函數(shù)設(shè)為白車身重量最小。
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淺析動車組柔性構(gòu)架的動態(tài)特性及簡單設(shè)計
在轉(zhuǎn)向架系統(tǒng)中,扭轉(zhuǎn)剛度屬于串聯(lián)剛度,而構(gòu)架扭轉(zhuǎn)剛度引用到剛體動力學(xué)模型之后,扭轉(zhuǎn)剛度也隨之降低,動車組在經(jīng)過一些起伏性的線路, 輪軌的垂向力也被重新分配, 動車組采用相同的轉(zhuǎn)向架后輪軌的垂向力之間的差值會有所縮小, 而且當構(gòu)架扭轉(zhuǎn)剛度不斷降低之后這種情況將變得更為明顯。故而,影響動車組安全性的指標中的輪軌垂向力以及輪重減載率會隨著構(gòu)架剛度的減小將不斷降低。因此, 就兩項指標而言, 扭轉(zhuǎn)剛度的影響作用是非常顯著的。但是,在影響輪軌間的橫向作用上,構(gòu)架的扭轉(zhuǎn)剛度并不會產(chǎn)生明顯的作用, 也就是說,動車在經(jīng)過非直線線路的時候,其脫軌系數(shù)以及輪軌導(dǎo)向之和兩項指標的系數(shù)差距是非常小的, 即使通過減小動車組的構(gòu)架扭轉(zhuǎn)剛度也無法改進上述指標。   3 柔性構(gòu)架設(shè)計方法   3 . 1 動車轉(zhuǎn)向架焊接構(gòu)架的結(jié)構(gòu)特點   目前國內(nèi)C R H 2型動車組的轉(zhuǎn)向架主要采用的焊接構(gòu)架為管截面的橫梁構(gòu)架,這種結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)向架橫梁是無縫鋼管結(jié)構(gòu),焊接在側(cè)梁和外腹板上, 將堵板與橫梁首端位置進行焊接,并將牽引拉桿座、制動吊梁以及中心框架安裝座三個穩(wěn)定裝置焊接于橫梁之上。這種結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)向架的缺點在于無法讓結(jié)構(gòu)疲勞產(chǎn)生作用, 而為了彌補這個不足,CRH2型動車在進行轉(zhuǎn)向架焊接構(gòu)架設(shè)計的過程中, 將加強之后的環(huán)結(jié)構(gòu)裝置于側(cè)梁板與內(nèi)腔接近的位置。雖然經(jīng)過的強化之后可以增加焊接處的承載面積,但是因為焊接處與腹板的仍然比較脆弱,實際運行中可接受承載力還是會受到一定的限制。   3 . 2 構(gòu)架扭轉(zhuǎn)柔性設(shè)計   動車組轉(zhuǎn)向架的柔性設(shè)計實際上就對其構(gòu)建扭轉(zhuǎn)剛度進行柔性化, 而經(jīng)過相關(guān)研究得出, 影響動車組的構(gòu)建扭轉(zhuǎn)剛度主要是兩個因素, 正是上文所述的橫梁彎曲剛度以及扭轉(zhuǎn)剛度。但是當截面壁厚發(fā)生變化的時候, 兩者因素影響也會同樣隨之變化。
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普通乘用車白車身輕量化設(shè)計方法
計算車身本體扭轉(zhuǎn)剛度時的約束方法 4.2.2.2 車身本體加載 采用在車身本體與前懸架減振器連接點施加垂向集中反向載荷的方式對車身本體進行扭轉(zhuǎn)剛度計算加載,載荷大小為該車型滿載時前軸荷的1/2,并向下圓整至1000N的整數(shù)倍,加載方式如圖所示。 計算車身本體扭轉(zhuǎn)剛度時的加載方式 4.2.2.3 車身本體最小扭轉(zhuǎn)剛度計算 當在車身本體上施加最大扭轉(zhuǎn)載荷時,提取車身本體上二個加載點處的最大垂向位移值U1和U2,計算出車身本體的最小扭轉(zhuǎn)剛度。 式中,KTmin為車身本體最小扭轉(zhuǎn)剛度,Nm/deg); F為施加在車身本體上的垂直載荷,N; B為兩加載點之間的距離,m; q 為車身本體前后軸間相對扭轉(zhuǎn)角度,deg;如圖所示。 車身本體前后軸間相對扭轉(zhuǎn)角示意圖 扭轉(zhuǎn)角的計算如式所示。 式中,U1 為左側(cè)加載點處的垂向位移,m; U2 為右側(cè)加載點處的垂向位移,m; 4.2.2.4 車身本體扭轉(zhuǎn)剛度評價 計算得到車身本體的最小扭轉(zhuǎn)剛度,應(yīng)該滿足該車型扭轉(zhuǎn)剛度設(shè)計要求。如果不滿足設(shè)計要求,應(yīng)根據(jù)車身本體扭轉(zhuǎn)剛度的靈敏度或相對靈敏度分析結(jié)果,減少對車身本體扭轉(zhuǎn)剛度較敏感的輕量化設(shè)計變量的結(jié)構(gòu)修改,重新進行扭轉(zhuǎn)剛度計算,直至滿足設(shè)計要求。 4.3 車身本體一彎和一扭頻率驗證 對輕量化后的車身本體有限元模型進行模態(tài)分析,計算其一彎、一扭固有振動頻率,該一彎、一扭頻率應(yīng)該滿足對該車型振動特性設(shè)計要求。
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【SIMU圖文教程】_05_某車型車身輕量化優(yōu)化實例
一、寫在前面: 分享一個提升白車身剛度的結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程,希望可以為剛接觸結(jié)構(gòu)優(yōu)化的小伙伴提供一些啟發(fā)和思考。 (本文作部分摘取,為了避免引起不必要的麻煩,對分析數(shù)據(jù)進行了處理,但不影響對優(yōu)化過程的說明) 二、問題描述: 上一篇帖子對車身剛度進行了提升(共經(jīng)過15個方案的迭代),同時也增加了車身重量,這一篇帖子主要對車身輕量化進行了說明。 三、優(yōu)化方案: 1、剛度提升方案15基礎(chǔ)上——通過靈敏度分析,下圖中綠色件對彎曲、扭轉(zhuǎn)剛度都不敏感,將其厚度由原來的1mm減為0.8mm,減重0.30Kg。 2、輕量化方案1基礎(chǔ)上——綠色件對彎曲、扭轉(zhuǎn)剛度均不敏感,將其厚度由原來的1mm減為0.8mm,左右對稱處理,減重0.40Kg。 3、輕量化方案2基礎(chǔ)上——下圖減重的部件對彎曲、扭轉(zhuǎn)剛度均不敏感,將圖示位置的部件進行減厚處理,具體如下圖所示,減重0.30Kg。 4、輕量化方案3基礎(chǔ)上——下圖位于前罩鉸鏈安裝孔位置的部件紅色件對彎曲、扭轉(zhuǎn)剛度均不敏感,將其厚度由原來的1.6mm減為1.4mm,左右對稱處理,減重0.20Kg。 5、輕量化方案4基礎(chǔ)上——下圖位于后輪轂包上的綠色部件對彎曲、扭轉(zhuǎn)剛度均不敏感,將其厚度由原來的1.8mm減為1.5mm,共減重0.10Kg。 6、輕量化方案5基礎(chǔ)上——下圖位于頂棚后橫梁的紅色加強部件對彎曲、扭轉(zhuǎn)剛度均不敏感,將其厚度由原來的0.8mm減為0.7mm,共減重0.10Kg。 7、輕量化方案6基礎(chǔ)上——下圖前碰撞橫梁紅色件對彎曲、扭轉(zhuǎn)剛度均不敏感,將其厚度由原來的2mm減為1.8mm,共減重0.10Kg。
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扭轉(zhuǎn)剛度圖2
基于達索系統(tǒng)SIMULIA Isight的汽車扭轉(zhuǎn)梁參數(shù)化設(shè)
許諾,曹露芬,李華斌,翁洋,王光耀,孫成智 上海汽車集團股份有限公司乘用車技術(shù)中心 摘要:本文提出基于Isight的參數(shù)化設(shè)計方法,優(yōu)化得到的扭轉(zhuǎn)梁滿足操穩(wěn)性能和耐久性能的要求,同時方案具備較好的輕量化意義。利用Isight軟件,集成SFE、Nastran、ncode、Abaqus,完成剛度、耐久及強度多目標自動化優(yōu)化,縮短了90%的優(yōu)化周期。 關(guān)鍵字:扭轉(zhuǎn)梁;參數(shù)化;多目標自動化優(yōu)化 0 前言 當前,汽車行業(yè)競爭愈發(fā)激烈,如何縮短汽車產(chǎn)品的設(shè)計周期,提高設(shè)計效率,成為所有汽車企業(yè)研究的重點[1]。王平等[2]運用多目標遺傳算法結(jié)合多學(xué)科協(xié)同優(yōu)化對車身吸能部件板厚及車門屈服應(yīng)力作為變量,進行多目標優(yōu)化設(shè)計;李錦等[3]基于靈敏度分析方法,以副車架部件厚度作為優(yōu)化變量,進行強度和模態(tài)多目標優(yōu)化;蔣榮超等[4]基于網(wǎng)格變形技術(shù),對開口梁進行了形狀變量和厚度變量設(shè)計,以質(zhì)量、疲勞、剛度為優(yōu)化目標進行了優(yōu)化設(shè)計。而對于結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的汽車扭轉(zhuǎn)梁結(jié)構(gòu),國內(nèi)外關(guān)于其選型及形狀參數(shù)化設(shè)計的研究則少見報道[1-5]。 扭轉(zhuǎn)剛度扭轉(zhuǎn)梁重要的固有性能之一,決定了扭轉(zhuǎn)梁在輪心反向跳動時抗扭轉(zhuǎn)能力。反映到整車車輛特性上,扭轉(zhuǎn)梁自身的扭轉(zhuǎn)可以有效降低車身側(cè)傾,扭轉(zhuǎn)剛度越大,對車身側(cè)傾減小程度越大;但是扭轉(zhuǎn)剛度過大,會影響整車平順性。在不同車型開發(fā)過程中,整車操穩(wěn)性能要求的側(cè)傾剛度隨軸荷不同而要求不同。對于高軸荷車,因為側(cè)傾剛度要求較高,帶來扭轉(zhuǎn)剛度和彈簧剛度要求較大。扭轉(zhuǎn)剛度增大的方法從扭梁結(jié)構(gòu)方面,主要包括形狀和尺寸變量,變量提升都會帶來質(zhì)量及成本的提升。因此,滿足輕量化要求的扭轉(zhuǎn)梁后橋需要具備在質(zhì)量較輕的同時具備較大的扭轉(zhuǎn)剛度。 1 扭轉(zhuǎn)梁截面參數(shù)化模型建立 由扭轉(zhuǎn)剛度公式可得到關(guān)鍵因子為外闊尺寸、尺寸變量及形狀變量。
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基于HyperWorks焊點等效方法在白車身分析中研究
圖4 白車身模態(tài)分析及實驗結(jié)果 4.2 白車身扭轉(zhuǎn)剛度分析 汽車行駛在凸凹不平的路面時,車身將產(chǎn)生扭轉(zhuǎn)變形。扭轉(zhuǎn)剛度(K)用于表示車身抵抗扭轉(zhuǎn)載荷的能力,用式(1)進行計算,車身扭轉(zhuǎn)剛度通常用車身扭轉(zhuǎn)角來衡量。 式中:M為所施加的力矩,M=1000N·m; dfl,dfr分別為前懸架支撐處變形量絕對值; drl,drr分別為后懸架支撐處變形量絕對值; Yf,Yr分別為前軸、后軸懸架支撐處的距離。 利用專業(yè)的前處理軟件HyperMesh,采用慣性釋放的方法,在前后懸架支撐處均施加1000N·m的力矩,輸出縱梁Z方向的變形。仿真計算得到最大扭轉(zhuǎn)角在前部,相對扭轉(zhuǎn)角為0.76mrad,扭轉(zhuǎn)剛度為22680N·mm/deg。如圖5所示,圖中橫坐標為車身縱梁的X坐標,縱坐標為各測量點的扭轉(zhuǎn)角度。 扭轉(zhuǎn)剛度實驗邊界為后部連接處完全固定,無自由度;前部通過三角支架與臺架的橫梁剛性鉸接,橫梁在YZ平面內(nèi)可以自由旋轉(zhuǎn)。選擇測量點的位置時,盡量選能體現(xiàn)總體剛度的部位,根據(jù)要求并結(jié)合經(jīng)驗在左右縱梁下布置了30個位移測點,使用百分表測量各測點的Z向位移情況,如圖5所示。先按最大載荷預(yù)加載,卸載后分級施加載荷,加到最大載荷后再分級卸載,升程、回程都讀取位移值,取其平均值。實驗測得的扭轉(zhuǎn)剛度值為22000N·mm/deg。 從上面結(jié)果可知,扭轉(zhuǎn)剛度的仿真值與實驗值誤差在2%以內(nèi),對標性較好。基于5×5mm的網(wǎng)格采用等效acm焊點模型可以用于白車身的扭轉(zhuǎn)剛度計算。 圖5 白車身扭轉(zhuǎn)剛度分析及實驗結(jié)果 4.3 白車身彎曲剛度分析 汽車行駛在凸凹不平的路面時,車身也將產(chǎn)生彎曲變形。彎曲剛度(K)用于表示車身抵抗彎曲載荷的能力,用式(2)進行計算。
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【SIMU圖文教程】_04_某車型車身剛度優(yōu)化實例
一、寫在前面: 分享一個提升白車身剛度的結(jié)構(gòu)優(yōu)化過程,希望可以為剛接觸結(jié)構(gòu)優(yōu)化的小伙伴提供一些啟發(fā)和思考。 (本文作部分摘取,為了避免引起不必要的麻煩,對分析數(shù)據(jù)進行了處理,但不影響對優(yōu)化過程的說明) 二、問題描述: 某車型BIW扭轉(zhuǎn)剛度為760KN.m/rad,較同類競品車型偏低,需將扭轉(zhuǎn)剛度提高到900KN.m/rad。 三、優(yōu)化思路: 1、扭轉(zhuǎn)剛度靈敏度分析 經(jīng)過分析確定對扭轉(zhuǎn)剛度較靈敏的部件,主要集中在車體后端的閉環(huán)承力結(jié)構(gòu)位置,如背門框、后輪轂包、頂棚后段、后地板及地板橫梁等; 2、扭轉(zhuǎn)剛度應(yīng)變能分析 從扭轉(zhuǎn)剛度的應(yīng)變能圖可以看出,位于車體后端的主要搭接點位置應(yīng)變能較集中; 綜合扭轉(zhuǎn)剛度靈敏度和車身應(yīng)變能圖,對扭轉(zhuǎn)剛度性能影響較大的部件及搭接位置進行優(yōu)化, 四、優(yōu)化方案: 1、原始模型基礎(chǔ)上——將紫色件和綠色件沿下圖紅色曲線的法線方向向外拉長10mm,左右對稱處理,增重0.10Kg。 2、優(yōu)化方案1基礎(chǔ)上——將下圖綠色件和黃色件整體沿車底方向拉長10mm,增重0.20Kg。 3、優(yōu)化方案2基礎(chǔ)上——在背門框下端,如下圖黃色圈標注位置,增加兩個左右對稱的厚度為0.8mm的盒狀加強件,增重0.30Kg。 4、優(yōu)化方案3基礎(chǔ)上——將車內(nèi)部位于備胎池位置的橫梁黃色件上端面抬高10mm,增重0.40Kg。 5、優(yōu)化方案4基礎(chǔ)上——在車體后部位于備胎池位置的橫梁厚度進行調(diào)整,具體如下圖所示,共增重0.50Kg。 6、優(yōu)化方案5基礎(chǔ)上——將紅色圓圈標出的綠色件上面的孔堵上,增重0.40Kg。
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【基礎(chǔ)知識】扭轉(zhuǎn)振動那些事(一)
三、扭轉(zhuǎn)剛度如何表示 以最簡單的等截面圓軸為例。長度為L的圓軸,當兩端收到扭矩M作用時,軸段將產(chǎn)生一個扭轉(zhuǎn)角度,單位為rad,G為軸段材料的剪切彈性模量,由材料力學(xué)可知: 對于空心軸,軸段截面極慣性矩 當軸為實心時,d=0 其中扭轉(zhuǎn)剛度KT的表達式為: 可以看出,軸越長,扭轉(zhuǎn)剛度就越低;軸越細,扭轉(zhuǎn)剛度就越低;材料的剪切模量越小,扭轉(zhuǎn)剛度就越低。 給我們的啟示:為了提高軸的扭轉(zhuǎn)剛度,在允許的情況下,盡可能讓軸短一點,粗一點,用剪切模量更大的材料。 由于大多數(shù)轉(zhuǎn)子在整個長度上直徑并不均勻,因此典型轉(zhuǎn)子的扭轉(zhuǎn)剛度將隨軸向位置而變化。整個軸的剛度相當于多個連續(xù)短軸的分段之和,每個分段都有自身的扭轉(zhuǎn)剛度,這些分段的行為類似于連續(xù)的彈簧,因此總扭轉(zhuǎn)剛度將小于最弱分段的剛度。(這跟電阻的并聯(lián)一個意思,并聯(lián)電路的總電阻將比電路中最小的電阻阻值還要低) 扭轉(zhuǎn)剛度KT的倒數(shù)稱為柔度。 軸輸出的功率等于軸的轉(zhuǎn)矩(單位為N·m)與角速度(單位為rad/s)的乘積。
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