基于Creo的突缘叉结构轻量化设计 被引量：3

1

作者 王浩钢 《煤矿机械》 北大核心 2012年第4期36-38,共3页

运用Creo软件建立了突缘叉的三维实体和有限元分析模型,计算了额定载荷下突缘叉的应力和变形分布。在此基础上,提出了突缘叉的结构轻量化方案,并对设计变量进行灵敏度分析,确定了影响应力和变形的主要因素。同时运用轻量化优化设计,对... 运用Creo软件建立了突缘叉的三维实体和有限元分析模型,计算了额定载荷下突缘叉的应力和变形分布。在此基础上,提出了突缘叉的结构轻量化方案,并对设计变量进行灵敏度分析,确定了影响应力和变形的主要因素。同时运用轻量化优化设计,对突缘叉的结构进一步分析,从而在满足设计要求的基础上使突缘叉的质量相比原方案减轻了22%,且应力大小和变形情况都得到了改善。 展开更多

关键词 突缘叉 Creo 有限元分析 结构轻量化设计 敏感度分析 优化设计

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基于多工况关联的无人车辆车身结构轻量化优化设计 被引量：3

2

作者 李作轩 贾良跃 +4 位作者 郝佳 王超 王国新 明振军 阎艳 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期3529-3542,共14页

未来战场的多样化对特种无人车辆的环境适应性提出了更高的要求。为满足特种无人车辆的多工况使用、高机动能力与低成本研制等要求,采用多工况关联设计与轻量化优化的思路对无人车桁架车身结构进行优化设计。考虑到多工况的车身结构设... 未来战场的多样化对特种无人车辆的环境适应性提出了更高的要求。为满足特种无人车辆的多工况使用、高机动能力与低成本研制等要求,采用多工况关联设计与轻量化优化的思路对无人车桁架车身结构进行优化设计。考虑到多工况的车身结构设计变量多、设计空间大,面临仿真次数过多的问题,提出基于多工况关联的车身结构轻量化优化方法,利用设计变量区间缩减策略减小设计空间;引入高斯过程代理模型替换仿真分析实现结构设计方案性能的快速评估;结合遗传算法实现方案的优化。实验结果表明,最终优化方案在通过车身刚度强度和模态等多学科性能仿真验证的情况下,质量比初始方案降低14.12%,比只用高斯过程优化设计的方案降低8.87%。 展开更多

关键词 无人车辆 车身结构轻量化 多工况关联 设计空间缩减 代理模型 优化设计

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基于ANSYS的单梁桥式起重机的结构轻量化研究 被引量：2

3

作者 宋学亮 谢黎明 +1 位作者 靳岚 刘远凯 《煤矿机械》 2016年第6期183-186,共4页

通过对国内外起重机的自重进行比较,发现我国桥机存在安全系数选用过大、结构笨重、材料浪费严重、主梁的强度和刚度存在较大的富裕量等问题,利用有限元分析软件ANSYS中的Design explorer快速优化工具对某单梁桥式起重机进行了结构轻量... 通过对国内外起重机的自重进行比较,发现我国桥机存在安全系数选用过大、结构笨重、材料浪费严重、主梁的强度和刚度存在较大的富裕量等问题,利用有限元分析软件ANSYS中的Design explorer快速优化工具对某单梁桥式起重机进行了结构轻量化研究,选取横梁的截面相应尺寸作为输入参数,应力、应变最大值和质量的最小值为输出参数,通过参数优化,对比优化前后横梁的强度、刚度和模态分析结果,给出了轻量化的方案。 展开更多

关键词 ANSYS 桥机横梁 参数优化 结构轻量化

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悬挂式个人快速运输车辆转向架构架结构轻量化优化研究 被引量：2

4

作者 夏小敏 王伯铭 全颖 《城市轨道交通研究》 北大核心 2021年第10期166-170,共5页

在悬挂式PRT(个人快速运输)系统已有结构的基础上,对该系统转向架构架进行结构轻量化优化研究。运用拓扑优化相对密度法中的SIMP(固体各向同性材料惩罚模型)方法进行走行轮安装座拓扑优化及构架主要板梁厚度优化,并对优化前后的仿真结... 在悬挂式PRT(个人快速运输)系统已有结构的基础上,对该系统转向架构架进行结构轻量化优化研究。运用拓扑优化相对密度法中的SIMP(固体各向同性材料惩罚模型)方法进行走行轮安装座拓扑优化及构架主要板梁厚度优化,并对优化前后的仿真结果进行对比分析。根据构架不同区域优化后的应力、应变结果对构架参数进行调整,并在考虑构架实际结构及功能性结构的前提下控制优化参数以得到构架整体优化结果。结果显示,构架优化区域体积大幅减少,轻量化结果明显,且整体结构强度良好,能满足列车在最恶劣工况下安全运行。 展开更多

关键词 悬挂式个人快速运输系统车辆 转向架构架 结构轻量化优化

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预应力钢丝缠绕缸体结构轻量化关键技术 被引量：4

5

作者 李慧丽 郎利辉 +1 位作者 焦伟 苏怀忠 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第7期899-903,共5页

针对等静压设备的预应力钢丝缠绕缸体结构的缠绕方法、强度和稳定性理论,定义了一种基于等剪应力缠绕的预应力大型结构轻量化设计模型.结合工作内压为300MPa、缸体内径为500mm的缸体设计实例,利用多岛遗传算法成功地得到了最优化解.质... 针对等静压设备的预应力钢丝缠绕缸体结构的缠绕方法、强度和稳定性理论,定义了一种基于等剪应力缠绕的预应力大型结构轻量化设计模型.结合工作内压为300MPa、缸体内径为500mm的缸体设计实例,利用多岛遗传算法成功地得到了最优化解.质量由传统设计的9.03 t减轻到8.53 t,减少了5.5%.经专家系统软件和有限元软件验证,方案符合结构强度、刚度条件,预紧态结构不屈服,设计不失稳,并满足内径尺寸大于500 mm等设计要求,方案可行.分析表明,该优化模型合理,多岛遗传算法收敛效果好.该方法适用于大吨位、超高温超高压等静压设备的缸体缠绕结构优化问题. 展开更多

关键词 遗传算法 结构设计 等静压 轻量化结构 优化 专家系统 仿真

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64000 DWT散货船结构轻量化设计和建造 被引量：2

6

作者 刘在良 夏小浩 邵汉东 《舰船科学技术》 北大核心 2019年第5期51-54,共4页

散货船结构轻量化设计与建造,是提升散货船性能重要途径之一。本文以64 000 DWT超灵便,最大型散货船为例,阐述了船体结构轻量化在设计和制造中所采用的方法和手段,通过对总体布置合理规划、结构合理布局、有限元直接强度计算替代规范法... 散货船结构轻量化设计与建造,是提升散货船性能重要途径之一。本文以64 000 DWT超灵便,最大型散货船为例,阐述了船体结构轻量化在设计和制造中所采用的方法和手段,通过对总体布置合理规划、结构合理布局、有限元直接强度计算替代规范法、船体建造控制等措施,实现了控制和减轻船体结构重量的目的。文中所述方法是本船设计和建造的经验总结,对提高船舶设计水平、设计类似船舶具有一定的借鉴和参考价值。 展开更多

关键词 散货船 结构轻量化设计和制造 减轻船体结构重量

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新能源汽车结构轻量化关键工艺研究 被引量：1

7

作者 王洋 《专用汽车》 2023年第8期42-44,共3页

在社会经济高速发展的背景下,人们生活水平显著提高,汽车逐步走进千家万户,成为人们日常出行的重要交通工具,给人们的生活带来了诸多的便捷,同时也带来了严峻的大气污染问题,对我国提倡的低碳、绿色、可持续发展目标提出了考验。因此,... 在社会经济高速发展的背景下,人们生活水平显著提高,汽车逐步走进千家万户,成为人们日常出行的重要交通工具,给人们的生活带来了诸多的便捷,同时也带来了严峻的大气污染问题,对我国提倡的低碳、绿色、可持续发展目标提出了考验。因此,节能轻便的新能源汽车逐渐受到人们的广泛关注。在此背景下,以新能源汽车结构轻量化为出发点,分析了新能源汽车结构轻量化的关键工艺技术,以期实现汽车节能减排。 展开更多

关键词 新能源汽车 结构轻量化 关键工艺

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低地板公交车结构轻量化研究

8

作者 韩世秀 《时代汽车》 2021年第2期141-143,共3页

本论文主要通过对低地板公交车结构轻量化设计背景的阐述,低地板公交车轻量化技术作用和发展现状的研究,进一步讨论了低地板公交车轻量化技术所存在的不足,最后提供了实现低地板公交车结构轻量化的途径和在行业中的应用,从而为低地板公... 本论文主要通过对低地板公交车结构轻量化设计背景的阐述,低地板公交车轻量化技术作用和发展现状的研究,进一步讨论了低地板公交车轻量化技术所存在的不足,最后提供了实现低地板公交车结构轻量化的途径和在行业中的应用,从而为低地板公交车行业轻量化设计提供有效的帮助。 展开更多

关键词 低地板公交车 结构轻量化 发展前景

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飞行器陶瓷基复合材料轻量化结构设计研究进展 被引量：1

9

作者 马宇 张大海 +3 位作者 吴军 荆瑞 徐培飞 费庆国 《航空材料学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期1-15,共15页

高马赫数飞行带来的极端服役环境对新一代高速飞行器的材料、结构设计提出了更加严苛的要求,本文从“选、用、评”三方面对陶瓷基复合材料在飞行器结构设计中的应用进行综述,进而提出未来发展方向,为飞行器陶瓷基复合材料结构设计提供... 高马赫数飞行带来的极端服役环境对新一代高速飞行器的材料、结构设计提出了更加严苛的要求,本文从“选、用、评”三方面对陶瓷基复合材料在飞行器结构设计中的应用进行综述,进而提出未来发展方向,为飞行器陶瓷基复合材料结构设计提供参考。全面综述了陶瓷基复合材料在不同应用场景下的选取准则及相应制备方法,系统介绍了陶瓷基复合材料在飞行器结构中的典型应用,分析了近服役工况下材料的评价准则及地面实验方法。为满足未来飞行器需求,提出需要结合计算机辅助优化技术和创新制备方法,提高陶瓷基复合材料的耐温和抗疲劳性能;发展高可靠、长寿命的连接技术和一体成型设计方案,充分发挥材料优势;开发多物理场耦合作用下的原位表征技术,以获得陶瓷基复合材料在实际使用中的性能演化行为,为飞行器轻量化结构设计提供可靠依据。 展开更多

关键词 飞行器 陶瓷基复合材料 热防护结构 轻量化结构

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基于拓扑优化的3D打印聚乳酸材料的轻量化结构设计

10

作者 李倩 顾佳晨 +2 位作者 唐海原 乔海玉 王传洋 《高分子材料科学与工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期76-84,共9页

轻量化结构设计可以在保持性能的同时降低产品质量,对汽车高铁、航空航天等行业实现节能减排具有重要意义。聚乳酸具有可降解、易打印、良好的力学性能等优点,在3D打印领域得到广泛应用。本文中以可降解材料聚乳酸为研究对象,以拓扑优... 轻量化结构设计可以在保持性能的同时降低产品质量,对汽车高铁、航空航天等行业实现节能减排具有重要意义。聚乳酸具有可降解、易打印、良好的力学性能等优点,在3D打印领域得到广泛应用。本文中以可降解材料聚乳酸为研究对象,以拓扑优化作为轻量化结构设计的方法,采用熔融沉积3D打印技术,探究拓扑优化过程中参数(体积分数和惩罚因子)对工件在弯曲载荷下总变形的影响。对不同填充率下拓扑优化前后的工件质量进行对比,并探究了拓扑优化后不同熔融沉积3D打印速度下工件的弯曲性能。结果表明,当体积分数取40%、惩罚因子取3时,拓扑优化后模型最大变形量满足优化目标;3D打印的拓扑优化工件可以实现50%的减重且保持较高的弯曲力,但弯曲模量和变形量略有下降;降低打印速度对拓扑优化后工件的力学性能影响不大。 展开更多

关键词 轻量化结构设计 拓扑优化 3D打印 聚乳酸

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面向航空航天轻量化结构的机器人化增材制造技术研究进展 被引量：1

11

作者 赵冬华 张国权 +1 位作者 阮凯程 熊异 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2024年第19期71-91,共21页

近年来,机器人化增材制造技术凭借其高效率、大幅面和可移动等显著优势,在航空航天轻量化结构制造领域展现出巨大潜能。本文系统回顾了航空航天轻量化结构领域内的研究进展,从制造与修复需求出发,探讨了轻量化技术的研究背景及其重要性... 近年来,机器人化增材制造技术凭借其高效率、大幅面和可移动等显著优势,在航空航天轻量化结构制造领域展现出巨大潜能。本文系统回顾了航空航天轻量化结构领域内的研究进展,从制造与修复需求出发,探讨了轻量化技术的研究背景及其重要性。面向增材制造技术,详细介绍了轻质结构、材料及功能一体化的设计与制造。深入分析了机器人化增材制造的关键技术,包括技术特性、典型工艺原理、机器人机构、装备和工艺规划,并讨论了轻量化结构机器人化增材制造所面临的关键挑战。最后,基于当前技术发展现状,展望了未来的研究方向,包括多工艺复合制造、智能化监测和控制、数字孪生技术,以及人机协同增材制造的应用潜力。本文从机器人化增材制造角度为航空航天轻量化结构的研究开发提供一份全面、前沿的科学综述,为推动该领域下阶段的发展提供参考。 展开更多

关键词 轻量化结构 机器人 增材制造 航空航天 材料-结构-功能一体化

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基于仿真的轻量化结构件增材制造变形控制

12

作者 刘宝昌 张润凯 +3 位作者 吴海荣 张亚婷 李庆棠 潘瑞新 《世界有色金属》 2024年第20期45-47,共3页

复杂结构增材制造过程中,变形控制是一项关键技术,通过试错和后期矫形的方法成本高、效率低,因此基于仿真的变形控制技术得到越来越多工程师的关注。本文通过基于固有应变法的工艺仿真方法,对复杂轻量化结构件SLM成形过程中的变形问题... 复杂结构增材制造过程中,变形控制是一项关键技术,通过试错和后期矫形的方法成本高、效率低,因此基于仿真的变形控制技术得到越来越多工程师的关注。本文通过基于固有应变法的工艺仿真方法,对复杂轻量化结构件SLM成形过程中的变形问题进行了分析,并根据分析结果对结构件进行二次工艺优化,制造了复杂轻量化结构件,并组织开展了静动力学验证试验。通过结构件制造与验证,该方法可有效实现复杂结构件增材制造成形过程变形控制。 展开更多

关键词 增材制造 工艺仿真 固有应变 轻量化结构

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船舶滚装通道结构设计标准与轻量化设计分析 被引量：4

13

作者 詹志鹄 王麒淋 沈奕成 《船舶标准化工程师》 2023年第4期65-69,共5页

为更好地指导船舶滚装通道的结构轻量化设计,对当前滚装船滚装通道结构设计标准进行梳理。在国际标准方面,聚焦国际海事组织(International Maritime Organization,IMO)和国际船级社协会(International Association of Classification S... 为更好地指导船舶滚装通道的结构轻量化设计,对当前滚装船滚装通道结构设计标准进行梳理。在国际标准方面,聚焦国际海事组织(International Maritime Organization,IMO)和国际船级社协会(International Association of Classification Societies,IACS)的相关技术要求;在行业技术标准方面,重点关注各国船级社的相关技术要求。对滚装通道结构设计中的关键技术进行分项阐述,并以中国船级社(China Classification Society,CCS)滚装通道结构设计的技术要求为例,解析其结构分析及衡准要点。研究成果可为船舶滚装通道的结构轻量化设计提供一定参考。 展开更多

关键词 汽车滚装船 滚装通道 强度衡准 安全裕量 结构轻量化

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稀土永磁同步电机的轻量化技术分析

14

作者 杜朋鑫 刘波 +3 位作者 范丽华 高倩楠 马晓宇 王猛 《集成电路应用》 2024年第6期341-343,共3页

阐述稀土永磁同步电机的优点,它是一种采用稀土永磁材料作为励磁的同步电机,具有无滑差、高效率、高功率因数等。探讨稀土永磁同步电机的拓扑结构设计和优化、稀土永磁同步电机机壳以及支撑架的结构优化。介绍稀土永磁同步电机集成化的... 阐述稀土永磁同步电机的优点,它是一种采用稀土永磁材料作为励磁的同步电机,具有无滑差、高效率、高功率因数等。探讨稀土永磁同步电机的拓扑结构设计和优化、稀土永磁同步电机机壳以及支撑架的结构优化。介绍稀土永磁同步电机集成化的特点。 展开更多

关键词 稀土永磁同步电机 材料轻量化 结构轻量化 电机集成化

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面向转向架构架轻量化的灵敏度分析研究

15

作者 王玮琪 宋宇博 《机车车辆工艺》 2024年第5期20-26,32,共8页

针对复杂结构轻量化过程中筛选优化变量的问题,文章提出了一种基于灵敏度分析的复杂结构轻量化方法。该方法引入Kriging代理模型建立复杂结构中设计变量与质量之间的函数关系,将Kriging代理模型的拟合精度提高问题转化为相关系数最优解... 针对复杂结构轻量化过程中筛选优化变量的问题,文章提出了一种基于灵敏度分析的复杂结构轻量化方法。该方法引入Kriging代理模型建立复杂结构中设计变量与质量之间的函数关系,将Kriging代理模型的拟合精度提高问题转化为相关系数最优解的优化问题,并利用改进灰狼算法的寻优特性探寻相关系数最优解,借助优化后的Kriging模型拟合响应替代有限元响应进行Sobol全局灵敏度分析,筛选轻量化设计变量。以CRH380拖车转向架构架为例的仿真分析结果表明,上、下盖板板厚和横梁内外阶壁厚的变化会引起转向架构架质量明显变化,为转向架轻量化的优化变量筛选提供理论依据。在不影响构架整体尺寸的原则下,选取以上设计变量为优化变量,实现了构架减重16.39 kg。 展开更多

关键词 结构轻量化 Sobol灵敏度分析 Kriging代理模型 改进灰狼算法 转向架构架

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基于逆向工程的铝筒轻量化设计

16

作者 万琪 《木工机床》 2024年第4期10-14,共5页

铝筒是摩托车前减震器的重要零件,起到支撑车体作用的同时,还具备贮油的功能。文章采用逆向工程技术,通过截面形状优化实现铝筒的轻量化设计,提高摩托车整体性能。先通过逆向工程技术建立铝筒的高精度三维模型,然后针对铝筒的主体特征,... 铝筒是摩托车前减震器的重要零件,起到支撑车体作用的同时,还具备贮油的功能。文章采用逆向工程技术,通过截面形状优化实现铝筒的轻量化设计,提高摩托车整体性能。先通过逆向工程技术建立铝筒的高精度三维模型,然后针对铝筒的主体特征,结合制造工艺,设计3种截面形状,分别计算相应截面的惯性矩。在保持横截面积不变、弯曲强度不变两种情况下,完成铝筒结构轻量化设计。 展开更多

关键词 逆向工程 惯性矩 结构轻量化

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新能源汽车车身轻量化结构参数自适应优化建模研究 被引量：3

17

作者 史召峰 《广州航海学院学报》 2023年第2期47-52,共6页

新能源汽车车身轻量化结构参数较多且复杂,导致参数优化效果下降,因此本文研究新能源汽车车身轻量化结构参数自适应优化建模方法.根据新能源汽车轻量化模态性能指标与车身材料弹性参数,以有限单元法对车身结构进行离散处理,通过插补函... 新能源汽车车身轻量化结构参数较多且复杂,导致参数优化效果下降,因此本文研究新能源汽车车身轻量化结构参数自适应优化建模方法.根据新能源汽车轻量化模态性能指标与车身材料弹性参数,以有限单元法对车身结构进行离散处理,通过插补函数建立离散点矩阵,在多项式插值下推导优化边界,构建车身轻量化结构参数优化模型.实验测试结果表明,本文模型能够模拟车身轻量化结构,实现新能源汽车车身轻量化结构参数优化,扭转了弯曲载荷和扭转载荷,参数优化效果好. 展开更多

关键词 新能源汽车 轻量化结构 自适应 优化模型 模态性能指标 弹性参数 优化边界

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重件码头钢悬臂桥机轨道梁结构选型与有限元分析

18

作者 张威 《交通与港航》 2025年第1期66-70,共5页

针对某墩式重件码头桥机轨道梁采用钢悬臂梁结构时因桥机荷载大而引起悬臂结构强度要求高、刚度要求大和挠度控制难等一系列问题,结合桥梁技术,提出了新颖的钢架式悬臂梁结构并通过有限元分析验证其可靠性,结果表明钢架式悬臂梁结构综... 针对某墩式重件码头桥机轨道梁采用钢悬臂梁结构时因桥机荷载大而引起悬臂结构强度要求高、刚度要求大和挠度控制难等一系列问题,结合桥梁技术,提出了新颖的钢架式悬臂梁结构并通过有限元分析验证其可靠性,结果表明钢架式悬臂梁结构综合了斜拉杆式和桁架梁式结构的优点,解决了桥机轨道梁钢结构轻量化问题的同时加大了悬臂梁有效长度,提高了轨道梁的承载能力和横向约束,降低了施工难度,在码头和桥梁技术融合上具有借鉴意义。 展开更多

关键词 重件码头 钢架式悬臂梁 钢结构轻量化 桥梁技术

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3m级大口径空间光学主反射镜的轻量化结构优化 被引量：8

19

作者 郎明 胡瑞 +3 位作者 张媛媛 陈刚荣 陈小安 胡桂涛 《航天返回与遥感》 CSCD 2020年第5期55-63,共9页

增大主反射镜的口径是提高空间反射式光学系统分辨率的最直接手段。随着口径的不断增大,传统的蜂窝结构很难满足反射镜的高轻量化和高刚度的要求,需要研究新的结构方案来对其进行优化设计。文章针对空间相机大口径主反射镜的应用需求,... 增大主反射镜的口径是提高空间反射式光学系统分辨率的最直接手段。随着口径的不断增大,传统的蜂窝结构很难满足反射镜的高轻量化和高刚度的要求,需要研究新的结构方案来对其进行优化设计。文章针对空间相机大口径主反射镜的应用需求,在传统蜂窝夹层反射镜结构的基础上,结合反射镜应力状态分析,提出了一种新型低面密度大口径反射镜轻量化方案——叠层蜂窝夹层反射镜。同时,以3m级大口径反射镜为例,进行了详细的结构参数优化,分析了卸载支撑状态的面形变化,并对反射镜的过载强度和温度面形稳定性进行了校核,验证了叠层蜂窝大口径反射镜轻量化结构方案的合理性。 展开更多

关键词 蜂窝结构 轻量化结构优化 3m 级大口径 空间反射镜 空间相机

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一种汽车防撞梁轻量化结构的仿真分析与试验研究 被引量：10

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作者 胡红舟 钟志华 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第8期918-925,共8页

为兼顾汽车结构轻量化和碰撞安全性的要求,本文中提出了一种铝合金波纹板加强结构设计方案用来加强盒形汽车防撞梁。通过建模与仿真研究了波纹板的不同结构特征和参数对防撞梁加强作用的影响,并进行了集中载荷和均布载荷条件下的试验验... 为兼顾汽车结构轻量化和碰撞安全性的要求,本文中提出了一种铝合金波纹板加强结构设计方案用来加强盒形汽车防撞梁。通过建模与仿真研究了波纹板的不同结构特征和参数对防撞梁加强作用的影响,并进行了集中载荷和均布载荷条件下的试验验证。仿真和试验的结果均表明,铝合金波纹板加强结构是汽车防撞梁轻量化设计的有效方法,具有重大的工程应用价值。 展开更多

关键词 汽车防撞梁 轻量化结构 铝合金波纹板 仿真分析 试验研究

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