機車結構的案例
機車車輛結構疲勞壽命預測方法的研究
機車車輛結構疲勞壽命預測方法的研究
機車車輛結構疲勞壽命預測方法的研究.part1.rar
機車車輛結構疲勞壽命預測方法的研究.part2.rar
機車車輛結構疲勞壽命預測方法的研究.part3.rar
機車車輛結構疲勞壽命預測方法的研究.part4.rar
基于 solidThinking Inspire 的某強夯機車架結構設計
摘要:通過 solidThinking Inspire 優化技術，完成某強夯機車架輕量化結構設計，并應用 HyperWorks 相關軟件對優化結構進行校核計算，計算結果表明,solidThinking Inspire 能夠快速創建更輕更可靠的結構，實現仿真驅動設計。
關鍵詞: solidThinking Inspire 結構設計 HyperWorks 強夯 車架
1 引言
目前，隨著計算機計算性能的提升以及 CAE 工具的提升，特別是有限元計算技術、拓撲優化技術、參數優化技術、形狀優化技術、疲勞壽命分析技術等商業軟件的開發和完善，使得 CAE 驅動設計成為現實。但是傳統的 CAE 軟件專業性強，通常需要專門的 CAE 分析人員進行這項工 作。solidThinking Inspire 的出現，改變了產品設計師和結構工程師傳統的設計方式，使得不是專業從事 CAE 分析的普通產品設計師也能夠快速創建更輕的結構，更好地了解材料的分布規律，并可輕松導入 CAD 工具。本文以公司戰略產品——大夯能液壓履帶式強夯機車架為對象，應用 solidThinking Inspire，嘗試 CAE 創新設計。得到的新結構強度在全工況下滿足要求，車架重量較經驗設計輕 5.24 噸。
2 強夯車架結構設計
2.1 車架結構設計
該大夯能強夯機的整體結構如圖 2.1 所示，由工作裝置和車架組成，經驗設計的車架為箱型結構，重量為 12.44 噸，如圖 2.2 所示。
展開 基于HyperWorks的裝載機車架結構分析及優化
5 結論
本文應用 HyperWorks 軟件對某款裝載機車架進行了系統建模、分析、優化，通過計算分析找到了原設計結構的危險點。通過優化分析，得到了更加合理的車架結構。優化結構的最大應力大幅降低，關鍵焊縫位置的應力集中消失，大大提高了車架的可靠性。另外，優化后車架的變形也有所 減小，說明剛度也得到了加強。通過此分析項目，筆者充分體驗到了HyperWorks軟件在CAE建模、分析、優化上的強大功能。
技術干貨丨基于OptiStrcut結構尺寸優化的起重機車架輕量化
*本文投稿自工程機械制造行業用戶張俊
車架是起重機三大結構件之一，其剛度、強度性能對起重機的吊載性能、可靠性、安全性有著至關重要的作用。大量研究表面，汽車燃油消耗的50%是由整車重量引起的，整車重量每降低10%，燃油經濟性可提高3.8%。輕量化設計是指在保證其基本性能的情況下，盡可能提高材料利用率，將重量做到最低，這是降低成本節約能耗的重要手段之一。
本文通過 HyperMesh 有限元軟件的 OptiStrcut 優化模塊，對某汽車起重機車架進行截面尺寸、板厚優化，最終重量降低了253Kg，預計單臺節約成本1200元。
1 車架輕量化設計理論
優化理論
輕量化設計通常包含新型材料的開發和自身結構的優化這兩種路徑，本文則是通過第二種路徑來實現車架的輕量化設計。本文的結構優化設計指的是:基于 OptiStruct 內置的可行方向法（MFD），對主體焊接總成的厚度、尺寸進行最佳組合設計的理論與方法。這種設計思想的具體實現方式是:基于一定的程序算法，在設計可行域內，逼近能夠滿足預期設計目標的、最符合設計要求的狀態。由于此內置算法基于的是梯度優化算法，采用這種方案通常不一定能在全局找到最優的一個解，但是能得到一個比之前更優的設計，在工程上具有很重要的實際意義。此優化算法具有以下特征：
自動調整設計變量逐漸趨于最優區域，避免了設計人員以經驗注意為驅動來進行設計的思路；
基于梯度運算的優化算法，大大提高了計算效率；
可根據實際情況，設置多個合理的初值點，使得優化結果逐漸趨于全局最優解；
可通過設置各個工況“權重”的方式實現多目標的優化設計。
操作步驟
優化過程包含3個關鍵要素，即設計變量、約束條件、目標函數。
展開 
技術干貨丨基于OptiStrcut結構尺寸優化的起重機車架輕量化
</p><p><br></p><p><br></p><p><strong>5</strong></p><p><br></p><p><strong>結論</strong></p><p><br></p><p>本文應用 HyperWorks 中的 OptiStruct 對起重機車架進行了輕量化設計，調整車架截面尺寸和部分板件的厚度。經過優化，車架主焊接結構減重253KG(5%)，剛度性能比優化前略有提升，應力滿足要求，吊載應力測試試驗及可靠性試驗均滿足要求。
展開 基于HyperWorks的司機室防撞柱的輕量化設計
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;
隨著鐵路行業的發展，內燃機車的設計趨向于高速重載，機車結構輕量化也成為重要的關注點。機車輕量化可以降低軸重、降低牽引功率、減少能耗、提升運行品質、降低制造成本。機車輕量化一般從2個方面入手：①使用強度高、質量輕、性能優異的新型材料代替傳統的碳鋼材料，但會導致制造成本的增加；②通過合理的結構設計和布局，在滿足機車使用要求的前提下，降低材料的使用量。
傳統的結構輕量化，通常由設計師根據經驗，參照有限元應力結果進行結構的調整，更改零件的尺寸和局部的細節，然后再進行仿真分析驗證，通過優化—仿真—優化這樣一次次的循環嘗試，得到最終的結構輕量化模型。輕量化的過程是反復且冗長的，工作效率低下，設計周期增加，這種方法具有很大的主觀性和局限性。隨著計算機輔助工程的發展，結構優化技術日益成熟，并且應用廣泛。尺寸優化和形狀優化是仿真軟件HyperWorks的優化模塊OptiStruct提供的優化方法，應用于產品的詳細設計階段，是關于模型細節方面的優化設計。尺寸優化通過改變結構單元的屬性，如殼單元的厚度、梁單元的橫截面屬性、彈簧單元的剛度等，以達到應力、質量、位移或者其他的設計要求；形狀優化通過修改結構的幾何邊界，得到結構的最佳形狀以減小應力集中，改善力學性能，增加構件剛度[1]。
本文研究將尺寸優化與形狀優化應用于內燃機車結構輕量化設計的方法。
展開 基于SIMPACK的四軸電力機車運行平穩性分析
運用ＳＩＭＰＡＣＫ軟件建立了四軸電力機車的多體動力學仿真模型。給出了輪軌接觸幾何關系，對四軸電力機車在美國５、６級線路上的運行平穩性進行了計算，分析了機車結構參數對平穩性的影響。四軸電力機車在５級線路上運行時，其垂向平穩性指標在運行速度為６０ｋｍ／ｈ以下時達到優良標準，在７０ｋｍ／ｈ時達到良好標準（后司機室在８０ｋｍ／ｈ時也能達到良好標準），在８０～１００ｋｍ／ｈ時達到合格標準。四軸電力機車在６級線路上運行時，其垂向平穩性指標在所有計算速度下均達到優良標準
基于SIMPACK的四軸電力機車運行平穩性分析.pdf
展開 一鍵聚焦！自主研發噪聲仿真軟件ProNas如何解決中高頻噪聲難題
由于擯棄了模態密度等相關概念，免去了計算、測量和仿真結構阻抗的過程，免去判斷SEA理論假設是否符合的大量工作以及避免了由此產生的錯誤，直接在模型中加載結構加速度載荷即可得到準確的結構噪音載荷及傳遞路徑，是結構噪音計算的里程碑式的進步。
結構、聲場、聲學材料一并解決；只需簡單粗化的有限元網格，計算效率高。
（3）直觀的后處理
直觀顯示結構振動速度、能量及能量密度在結構上的分布
直觀顯示聲腔聲壓級、能量及能量密度在聲腔空間或體單元中的分布
快速直觀地找到結構振動及噪聲輻射的熱點
（4）界面友好，易于操作
ProNAS用戶操作界面
ProNAS后處理界面
ProNas應用案例
ProNas的應用領域包括：汽車、船舶、軌道車輛、航空航天、汽車零部件、起重機械、家用電器、聲學材料、通用機械、環境保護、建筑聲學設計等。
①汽車整車聲學響應分析
② 散射激勵輸入下的空氣傳播噪聲分析
③ 高鐵機車結構噪聲與空氣噪聲分析
④船舶結構噪聲與空氣噪聲仿真分析
結論概述
混合EFEA-SEA 技術和基于能量有限元法的工程開發與應用，能夠破解傳統能量有限元技術很難廣泛和深入應用于實際工程項目的困局，為用戶帶來實際的應用價值。
1、噪聲振動控制與優化，確定產品性能滿足設計要求。
2、優越的核心算法帶來更加高效的計算效率及精確的仿真結果。
3、提供聲學傳遞路徑功能，確定滿足噪聲振動要求的最佳設計。
4、聲學包設計，用戶可自由輸入聲學包材料參數進行數據的分析。
展開 技術鄰學院丨HyperWorks資料合集！你能想到的這里都有！
基于HyperWorks的裝載機車架結構分析及優化
本案例應用 HyperWorks 軟件對某款裝載機車架進行了系統建模、分析、優化，通過計算分析找到了原設計結構的危險點。通過優化分析，得到了更加合理的車架結構。優化結構的最大應力大幅降低，關鍵焊縫位置的應力集中消失，大大提高了車架的可靠性。
提升機械性能、降低生產成本 HyperWorks在太陽能電池板系統設計中的應用
在Luxon與一家大型工業用太陽能電池板主要制造商的合作項目（開發尺寸約為50*70英寸、可跟隨太陽轉動的電池板）中，HyperWorks表現出極佳的性能，在該設計方案用到了Altair HyperWorks中的多個模塊。
文檔下載
HyperWorks基礎培訓
HyperW分析應用實例
基于HyperWorks的裝載機車架結構分析及優化
中文版本HyperWorks教程
HyperWorks中柔性體的生成
直播課程
Altair官方專家團隊, HyperWorks資深工程師帶隊，多位HyperWorks工程師帶你深入學習HyperWorks！
而且本次直播課程全部免費！重要的事情說三遍，免費！免費！免費！
直播課程說明
本次直播課程共十講，以下是課程內容：
第四講 HyperMorph與OptiStruct形狀優化；自由尺寸與自由形狀優化。
形狀優化通過結構局部形狀的改變提升結構性能，如降低局部應力，增加局部剛度等。形狀優化需要借助HyperMorph功能創建形狀變量。
自由尺寸優化可以獲得厚度連續變化的2D結構，自由形狀優化可以通過邊界節點來更改結構形狀，提升性能。
福利時間
技術鄰還準備了Altair官方認證考試，給你的簡歷鍍金。
展開 鐵路輪軌關系領域-參考教材
(z-lib.org).pdf
Kalker - 1990 - Three-Dimensional Elastic Bodies in Rolling Contac.pdf
Lewis_Olofsson_2009_Wheel—rail interface handbook.pdf
車輛-軌道耦合動力學,翟婉明著,北京：中國鐵道出版社_10473750.pdf
接觸力學與摩擦學的原理及其應用 (（德）波波夫著) (Z-Library).pdf
車輛-軌道耦合動力學 第4版 上,翟婉明著,北京：科學出版社_13693782.pdf
材料本構關系理論講義,朱兆祥著,北京：科學出版社_13678743.pdf
軌道動力學,練松良編著,上海：同濟大學出版社_11206741.pdf
鐵道機車車輛結構強度,米彩盈編著,成都：西南交通大學出版社_12031094.pdf
展開 『分享』ansys 工程分析實例
呵呵
ANSYS──新總裁、新舉措、新想法.rar
ANSYS參數化分析功能及其在液壓機快速設計中的應用.rar
ANSYS二次開發在薄壁墩參數優化設計中的應用.rar
ANSYS二次開發在鋁型材擠壓中的應用.rar
ANSYS及結構分析應用.rar
ANSYS及其在包裝機械設計中的應用.rar
ANSYS軟件在高層建筑地震反應分析中的應用.rar
ANSYS軟件在應力分析設計中的應用.rar
ANSYS三維熱分析及應用.rar
自適應有限元方法及其在ANSYS軟件中的應用.rar
子結構方法在ANSYS軟件中的應用.rar
軋制變形的ANSYS有限元分析的處理.rar
用有限元法分析叉車門架立柱結構.rar
用ANSYS有限元軟件計算客車骨架強度.rar
用ANSTS通用有限元軟件預報棒材穿水冷卻溫度.rar
應用ANSYS有限元軟件求解連鑄坯熱過程.rar
基于ANSYS硬齒面刮削刀盤結構參數的優化.rar
基于ANSYS上的焊接熱過程模擬技術的研究.rar
基于ANSYS軟件的大型復雜結構可靠度分析.rar
ANSYS在機車車體結構設計中的應用.rar
ANSYS在求解軸承接觸問題中的應用.rar
ANSYS在應力分析設計中的應用.rar
ANSYS在應力分析設計中的應用.rar
基于ANSYS、UG的板材三維成形仿真分析.rar
ANSYS中三維實體建模的應用技巧.rar
展開 
Moldex3D模流分析之皮層材料與核芯層材料
各種皮層／核芯層材料的組合，包括軟質皮層／硬質核芯層材料、純料皮層／回收料核芯層以及純塑料皮層／強化核芯層材料，被廣泛應用于日用品、汽機車及結構應用。使用共射成型的主要優點為節省成本、廢物利用及產品效能提升。
共射成型制程開始將第一射的材料（皮層材料）以預定的短射體積射入模穴中，接序第二射（核芯層材料）直到模穴充填完全為止。表層材料的噴泉流行為將在模壁上產生固化層；同時，第二射藉由阻力較低的路徑注入熔融區域，以取代第一射的材料。由于噴泉流行為，第一射材料的流動波前將一路向前形成額外的固化層。因此，理想的三明治射出成型件的核芯層材料會被皮層材料完全包覆。
Moldex3D共射成型模塊提供強力的建模解決方案，以預估模穴中材料的空間分布。這對于結構應用非常重要，因為產品剛度主要取決于皮層／核芯層材料的分布情形。由于觸覺也會受到皮層材料厚度的影響，因此對于軟質皮層／硬質核芯層材料的應用也很重要。共射成型的另一項重要層面，則在于吹穿現象發生前最大化核芯層材料的含量。共射成型模塊能預測在多少核芯層材料充填比例時會發生吹穿現象，也能預測實際發生的位置。這些預測全都是根據加工條件的重要因素來計算，例如：射速與塑料性質如黏性等。
注意：Moldex3D共射成型模塊只支持Solid網格模型。
除了一般結果之外，例如：流動型式與塑件翹曲，另有兩項結果對于了解共射成型制程也很重要。
共射出模塊分析和結果
完成分析后，Moldex3D Studio 提供強大的工具，更了解材料選取和皮層/核心層分布的成型條件。
Moldex3D 共射成型分析
基本功能與如下所列的傳統射出成型類似。
展開 Moldex3D模流分析之三明治射出成型
各種皮層／核芯層材料的組合，包括軟質皮層／硬質核芯層材料、純料皮層／回收料核芯層以及純塑料皮層／強化核芯層材料，被廣泛應用于日用品、汽機車及結構應用。使用共射成型的主要優點為節省成本、廢物利用及產品效能提升。
共射成型制程開始將第一射的材料（皮層材料）以預定的短射體積射入模穴中，接序第二射（核芯層材料）直到模穴充填完全為止。表層材料的噴泉流行為將在模壁上產生固化層；同時，第二射藉由阻力較低的路徑注入熔融區域，以取代第一射的材料。由于噴泉流行為，第一射材料的流動波前將一路向前形成額外的固化層。因此，理想的三明治射出成型件的核芯層材料會被皮層材料完全包覆。
Moldex3D共射成型模塊提供強力的建模解決方案，以預估模穴中材料的空間分布。這對于結構應用非常重要，因為產品剛度主要取決于皮層／核芯層材料的分布情形。由于觸覺也會受到皮層材料厚度的影響，因此對于軟質皮層／硬質核芯層材料的應用也很重要。共射成型的另一項重要層面，則在于吹穿現象發生前最大化核芯層材料的含量。共射成型模塊能預測在多少核芯層材料充填比例時會發生吹穿現象，也能預測實際發生的位置。這些預測全都是根據加工條件的重要因素來計算，例如：射速與塑料性質如黏性等。
注意：Moldex3D共射成型模塊只支持Solid網格模型。
除了一般結果之外，例如：流動型式與塑件翹曲，另有兩項結果對于了解共射成型制程也很重要。
共射出模塊分析和結果
完成分析后，Moldex3D Studio 提供強大的工具，更了解材料選取和皮層/核心層分布的成型條件。
Moldex3D 共射成型分析
基本功能與如下所列的傳統射出成型類似。
展開 技術精選案例第七期之#hyperworks#的精華內容
基于HyperWorks的裝載機車架結構分析及優化
本文應用 HyperWorks 軟件建立某裝載機車架 CAE 模型,通過 RADIOSS 計算求解,獲得了 車架的應力云圖,找到了車架主要受力危險區域。通過應用 OptiStruct 對該車架關鍵零件進行拓撲優化，得到了更加合理的結構，大大提高了車架的剛度和強度。
HyperWorks在某車帶天窗頂蓋的剛度分析中應用
汽車外板的抗凹性能是反映外板使用性能的重要特性，本文應用HyperMesh前后處理軟件，分析某車帶天窗頂蓋的剛度。考慮了材料、幾何及邊界的復雜非線性，模擬天窗的夾緊，對某車型開天窗后的頂蓋的抗凹性能進行了模擬分析。通過對頂蓋的抗凹性分析及評價，為設計工程師提供了重要的參考價值。
HyperWorks在船舶甲板支撐結構設計中的應用
文章應用HyperWorks軟件評估了液壓折臂吊下甲板支撐構件的強度，并進一步應用OptiStruct模塊對液壓折臂吊下的船舶甲板支撐結構進行了尺寸優化設計。優化過程中將甲板支撐構件尺寸參數作為變量，將中國船級社規范中規定的許用應力指標作為約束，將支撐結構總質量最小作為優化目標，最終得到了滿足規范要求的甲板支撐構件最優尺寸。
HyperWorks在船舶甲板支撐結構設計中的應用
本文針對某款車型的行李箱在強度耐久試驗中存在因剛性不足而導致面板變形，行李箱蓋難以扣鎖之問題，利用HyperWorks建立行李箱的有限元模型，通過OptiStruct求解器對結構強度進行分析，并提出結構整改建議，對比參考樣車后采用最佳優化方案，最終實車通過強度耐久試驗，滿足設計要求。
展開 設計仿真 | Simufact Welding助力重工行業解決焊接難題
02
行業案例展示-某機車底盤
— 模型簡介 —
Simufact Welding
某機車底盤結構由上板、下板、加強筋、支撐、樞軸等共計25個結構件通過焊接工藝裝配組成。焊接過程分為兩個工步進行焊接，焊接完第一個工步后將第一個工步的結果繼承到第二個工步上進行后續模擬分析；在Simufact Welding中可以直接從結果復制，將前序工位計算的結果傳遞到后續焊裝工位，方便多個組裝焊接工位。
該模型采用Intel Dual XEON E2-2620v2 @2.5GHz 32GB RAM NVidia QUADRO K4000的計算機上采用熱循環法計算，工位一計算時間約6小時，工位二計算時間約10小時；總裝的模型網格達到約93萬（組件采用四面體網格、焊縫采用六面體網格，未激活網格自動細化）。
— 仿真結果 —
Simufact Welding
從變形云圖中可以看出，零件在工步一中，最大變形為1.51mm，發生在零件的兩側立板；零件在工步二中，零件焊接完成后，零件最大變形為6.34mm，零件發生了一定的扭曲變形，零件在兩側安裝座的最大翹曲變形為5.5mm。
通過Simufact Welding軟件的仿真，可以快速的分析出零件在各焊接工藝中的變形，預先找到零件可能出現的焊接問題，可以快速的幫助工藝人員制定相關的工藝優化方案。
另外，對于結構對稱、工藝對稱的焊裝仿真，在Simufact Welding中可以使用對稱模型，可以大大降低網格數量，更快速的評估焊接變形、殘余應力等缺陷。
展開 