轻量化设计

摘要： 基于某企业二级齿轮传动系统,对齿轮系统轻量化优化方法进行研究分析,提出一种基于遗传算法(GA)与差分进化算法(DE)的混合优化算法(GDE)。结合GA算法全局寻优能力强的特点,为DE算法提供优质初始种群,以二级齿轮中心距和体积最小为目标函数进行优化设计并将结果与两种传统算法结果进行比较,对轻量化后齿轮系统进行了模态分析。优化结果显示,GDE算法收敛速度最快,优化后齿轮体积减少了10.5%,重合度增加了5.8%;仿真结果显示,轻量化后齿轮不会产生共振,符合实际工况需求。

摘要： 为实现智轨电车减重降本的目标,对座椅骨架进行强度分析及结构的优化设计。首先利用Creo和HyperMesh对座椅骨架进行三维建模和网格划分;然后将有限元模型导入ANSYS进行模态分析和强度分析,得到座椅骨架的前六阶固有频率和最大应力;最后根据有限元结果进行结构优化,以实现座椅骨架的轻量化设计。对比优化前后的有限元计算结果,新型座椅骨架不仅避开了人体最敏感频率和路面激励频率,而且在保证强度满足要求的情况下,实现了智轨电车座椅骨架的减重降本。

摘要： 为减少某型号8吨反铲液压挖掘机工作装置的制造成本,在综合考虑多种典型工况、理论挖掘力、静态强度的基础上对反铲液压挖掘机工作装置进行了轻量化设计。分析与计算了挖掘机工作装置在五种典型工况下的挖掘力,并通过有限元分析软件ANSYS中对工作装置进行了静力学强度分析。采用ANSYS、MATLAB与导重法相结合的方法对挖掘机工作装置进行了优化设计,最终优化结果表明在满足材料许用应力的情况下工作装置质量减少了21%,降低了工作装置的生产成本。

摘要： 为了实现动力电池包的轻量化,并避免电池包在使用时产生的频率共振问题,对动力电池包的3种典型工况进行结构强度分析及模态响应分析。采用变密度法建立了以电池包柔度最小为优化目标、单元节点位移为设计变量、电池包的刚度和模态为约束条件的优化数学模型,对电池包上盖进行形貌优化。根据优化结果对电池包进行结构改进,改进后的电池包强度、刚度均大幅提高,低阶频率提高,避开了激振频率,电池包结构更加合理,证明了优化的可行性。同时电池包箱体质量减轻了8.67%,达到了轻量化的目的。

摘要： 基于有限元方法对机械臂结构进行轻量化设计研究,对比不同优化方案的效果,并从模态、强度二方面对优化结构进行有效性验证。首先建立了机械臂结构的几何模型,对初始几何模型进行静强度分析,在此基础上进行轻量化方法研究,重点对比了两种不同优化方案的轻量化效果以及强度结果,最后对较优方案的设计模型进行模态分析,验证其动态特性。结果表明,两种优化设计方案均有较好的轻量化效果,较原始模型减重35%左右,其中基于变形最小化的优化模型结构更为合理,具有更好的结构强度,且动态特性满足设计要求。

摘要： 汽车座椅是整车上的重要零部件,也是整车轻量化研究中必不可少的一部分。本文从汽车座椅的轻量化结构设计、新材料应用以及工艺优化3个方面介绍了实现座椅轻量化的方法,并对其方法和特点进行了分析和总结。分析表明:从结构、材料和工艺均能实现座椅总成中各零件不同程度质量的下降。通过选取合适的材料及工艺,并对其进行一些特殊的结构设计,之后通过不断调整优化及反复验证,可研发出各项指标能满足标准要求,且质量又能较大幅度下降的汽车整椅。

摘要： 针对设计过程中计算保守与试验难度大等问题,对耐压舱进行结构设计,在满足结构强度和稳定性要求的前提下,基于Workbench中的Design Exploration对耐压舱简化模型进行多目标优化分析。采用最佳填充空间设计(OSF)试验法得到优化变量的样本空间,利用神经网络构建优化响应面模型,并基于多目标遗传算法(MOGA)在回归模型中的应用,得到优化设计尺寸。经过仿真验证表明,优化后的耐压舱在强度和稳定性较好的前提下,质量和体积显著减小,实现了轻量化设计。

摘要： 电池作为电动汽车动力的主要来源,其安全性至关重要,因此,必须设计相应电池箱保证电池安全性。通过UG软件建立壁厚分别为5 mm和3 mm的电池箱三维模型,并对电池箱结构强度、刚度分别进行有限元分析;在满足强度、刚度要求的基础上,为避免电池箱在汽车驾驶过程中发生共振,对壁厚分别为5 mm和3 mm电池箱进行了模态分析。结果表明:两种厚度的箱体第1阶固有频率均远高于路面不平整引发的振动频率,可避免振动的发生。基于电动汽车结构轻量化设计目标,选择电池箱厚度为3 mm。

摘要： 对为了满足海洋调查长航时、大范围和连续性的调查要求,研发了一款带有襟翼的刚性帆无人帆船,同时为了优化其帆形和结构,对主帆结构进行轻量化设计。将Fluent软件计算得到的气动载荷施加到主帆表面,结合ANSYS Workbench软件提出了形状-拓扑-尺寸联合分级优化的方法,通过形状优化,确定了主帆外形为锥形。通过拓扑优化,建立了薄蒙皮、“工”字形翼梁和桁架式肋板的主帆结构模型,对其初始模型进行有限元分析,结果表明初始主帆符合设计要求,并且其结构有很大优化空间。利用响应面分析法,确定主帆蒙皮厚度和翼梁宽度两个参数对主帆结构性能和质量影响较大。通过对主帆结构进行尺寸优化,最终确定蒙皮厚度为2.8mm,翼梁厚度为3mm,翼梁宽度为26.5mm,肋板厚度为2mm。优化后的主帆结构满足设计要求,质量减轻了38.68%。

摘要： 以某型21T级液压挖掘机上平台为研究对象,建立有限元模型,在典型工况进行有限元分析,校核其强度和刚度。依据分析结果对上平台轻量化设计和局部结构优化,在确保上平台结构强度和刚度前提下,减薄低应力区域板材厚度,优化调整高应力区局部结构。对轻量化设计后强度和刚度校核表明:轻量化设计后上平台质量减轻12%,结构完全满足强度和刚度要求。

摘要： 首先对铝制副车架进行拓扑优化分析,同时考虑强度和模态性能,以加权柔度最小化为设计目标,约束模态性能和设计空间体积分数.根据拓扑优化结果对副车架进行减材轻量化优化设计.然后在拓扑优化方案的基础上进行多学科优化,多学科优化同时将副车架的模态性能、强度性能和动刚度性能作为设计约束,以质量最小为设计目标.最终在满足所有性能要求的基础上减重1.97Kg,减重比8.8％.结果表明,副车架多级多学科轻量化优化设计可以有效地指导副车架轻量化设计.

摘要： 电池箱有上盖、电池箱体以及密封条三部分组成，其中上盖及电池箱体有较大的轻量化空间，本文将从结构优化、轻量化材料等方面分析电池箱轻量化方案。

摘要： 新能源汽车为了整车轻量化,提高续航里程,零部件在设计时要求轻量化.在结构轻量化优化达到瓶颈阶段,尝试使用密度更低的新材料代替传统金属材料.采用短玻纤热塑性复合材料,再通过有限元分析,考虑材料各向异性的情况下,使用分析软件Abaqus,Moldflow和Digimat软件计算后,得出PA66+45％玻纤材料能满足设计需求.

摘要： 为了降低模型号环卫车副车架质量和整车油耗,达到整车节能减排的目的,采用CATIA建立环卫车副车架的三维模型,并导入HyperWorks中.利用HyperWorks建立的副车架有限元模型,计算颠簸工况下副车架的应力、应变分布、最大应力以及最大应变.参考有限元的分析结果,以颠簸工况作为设计工况对副车架进行尺寸优化.尺寸优化后的副车架在满足使用安全要求的前提下质量降为31.71kg,降幅为17.6％,达到了良好的轻量化目标.

摘要： 本文建立了由刚性梁单元构成的车身概念简化模型,并对其进行了刚度性能优化.基于经验及灵敏度分析,以梁单元截面尺寸及位置为设计变量,以减轻整车重量和提升整车刚度为目标,建立优化模型并求解.算例表明:优化后的车身框架模型重量降低,刚度满足目标要求.

摘要： 本文以赛车车架为研究对象进行轻量化优化设计,综合车身的灵敏度、车身的碰撞安全性能和有限元仿真分析方法,采用基于遗传算法的轻量化优化设计.首先建立了车架有限元模型,对车架进行弯曲刚度、扭转刚度和低阶固有频率的仿真分析;进而针对车架的静、动态刚度和低阶固有频率进行结构参数灵敏度分析;借助Abaqus软件对10组以壁厚为设计变量的样本点进行碰撞仿真,分别得到质量、能量、主环加速度和踏板处变形量数据;从而建立了响应面近似模型.最后应用遗传算法优化基本理论,在iSIGHT优化平台中对车架的进行优化计算,得到优化结果.最终在满足主环加速度和制动踏板出入侵量的耐撞性前提下,车架减重15％,实现轻量化的目标.

摘要： 本文介绍了一种适用于半挂车异形梁结构的车架,包含前车架和后车架,具体包括前封框、后封框、两个纵梁、斜拉撑和多个横梁,纵梁对称设计在前封框和后封框之间,斜拉撑交叉设置在两个纵梁之间,横梁垂直设置在两个纵梁之间;前纵梁与后纵梁通过变截梁连接,前车架两个纵梁间距与后车架两个纵梁间距不同;该半挂车异形梁结构的车架具有设计合理、实用性强、结构简单、轻量化、强度高的优点.

摘要： 本文介绍了一种适用于半挂车异形梁结构的车架,包含前车架和后车架,具体包括前封框、后封框、两个纵梁、斜拉撑和多个横梁,纵梁对称设计在前封框和后封框之间,斜拉撑交叉设置在两个纵梁之间,横梁垂直设置在两个纵梁之间;前纵梁与后纵梁通过变截梁连接,前车架两个纵梁间距与后车架两个纵梁间距不同;该半挂车异形梁结构的车架具有设计合理、实用性强、结构简单、轻量化、强度高的优点.

摘要： 本文介绍了一种适用于半挂车异形梁结构的车架,包含前车架和后车架,具体包括前封框、后封框、两个纵梁、斜拉撑和多个横梁,纵梁对称设计在前封框和后封框之间,斜拉撑交叉设置在两个纵梁之间,横梁垂直设置在两个纵梁之间;前纵梁与后纵梁通过变截梁连接,前车架两个纵梁间距与后车架两个纵梁间距不同;该半挂车异形梁结构的车架具有设计合理、实用性强、结构简单、轻量化、强度高的优点.

摘要： 本文介绍了一种适用于半挂车异形梁结构的车架,包含前车架和后车架,具体包括前封框、后封框、两个纵梁、斜拉撑和多个横梁,纵梁对称设计在前封框和后封框之间,斜拉撑交叉设置在两个纵梁之间,横梁垂直设置在两个纵梁之间;前纵梁与后纵梁通过变截梁连接,前车架两个纵梁间距与后车架两个纵梁间距不同;该半挂车异形梁结构的车架具有设计合理、实用性强、结构简单、轻量化、强度高的优点.

摘要： 轻量化球铰用复合芯轴的制作方法，轻量化球铰用复合芯轴包括金属芯轴和固化在金属芯轴中间段上的缠绕段，缠绕段的外壁为从两端到中间直径逐渐增大的外凸球面，制造步骤为：根据轻量化球铰的轻量化需求，设计金属芯轴和缠绕段的重量比例，并根据轻量化球铰的重量及尺寸需求设计出金属芯轴和缠绕段的尺寸；制造金属芯轴，并在金属芯轴的中间段中加工出用于对缠绕段轴向定位的定位结构；采用缠绕工艺将浸润树胶的玻璃纤维缠绕至金属芯轴中间段，缠绕后进行树脂凝胶及固化成型，然后通过机加工形成符合尺寸设计需求的缠绕段。本发明减轻芯轴的质量，保证缠绕段与金属芯轴轴向定位，在轻量化的同时不影响球铰的使用性能，本发明还提供一种轻量化球铰。

摘要： 一种轻量化轴箱内置式一系悬挂装置及轻量化方法，车辆的轴箱上设有轴箱座，转向架下端开有止挡孔，一系悬挂装置的下端安装在轴箱座中，一系悬挂装置的上端安装在转向架的止挡孔中。本发明能显著提高车辆通过小曲率半径弯道的能力，且极大节省了一系悬挂空间，降低了转向架的重量。该类型车辆的转向架的最小曲线通过半径较普通转向架显著缩小，进而大幅提高该型转向架的转弯机动性和灵活性，有利于提高整车车辆载重能力和动力学性能及临界速度。

摘要： 本发明提供一种轻量化锂离子电池隔膜用涂层材料及其制备方法和轻量化锂离子电池复合隔膜，所述涂层材料以水为液相组分，所述涂层材料中还包括固相组分，所述固相组分包括纳米纤维素和多孔无机纳米纤维。本发明提供的轻量化锂离子电池隔膜用涂层材料将多孔无机纳米纤维与纳米纤维素组合，该涂层材料对微孔聚烯烃隔膜进行修饰改性，可实现在不牺牲透气性的前提下，提升隔膜的电解液浸润性和稳定性，而且所得涂层与基膜结合力强，涂层轻薄，有利于锂离子的传输以及提升电池的质量能量密度等性能，具有非常广阔的应用前景。

摘要： 本发明涉及一种轻量化天线振子单元、阵列天线及其装配方法，该天线振子单元包括辐射片、绝缘支架、多个馈电片以及馈电网络线路板，该辐射片上设置弹性的第一固定部，该绝缘支架包括架体以及设置在该架体上的多个安装部、第二固定部以及第一组装部，该第二固定部设于该架体的顶端，该第一组装部设于该架体的底端，每一馈电片收容在安装部中并使馈电片的馈电脚伸出安装部，该第一固定部与该第二固定部配合将该辐射片安装至该绝缘支架上，该馈电网络线路板包括第二组装部，该第二组装部与该第一组装部固定配合将该绝缘支架安装至该馈电网络线路板上。本发明的天线振子单元以及阵列天线轻量化且成本低，焊点少且组装一致性好，适宜于自动化生产。

摘要： 本发明涉及阻尼技术领域，具体涉及一种轻量化阻尼材料、轻量化阻尼片及其制备方法，本申请提供的轻量化阻尼材料，通过主材、中空填料或发泡剂、补强剂、增粘剂和硬度调节剂的合理复配，使材料具有中空结构，极大的减轻了材料重量，使材料的密度小于1g/cm

摘要： 本发明提供一种轻量化锂离子电池隔膜用涂层材料及其制备方法和轻量化锂离子电池复合隔膜，所述涂层材料以水为液相组分，所述涂层材料中还包括固相组分，所述固相组分包括纳米纤维素和多孔无机纳米纤维。本发明提供的轻量化锂离子电池隔膜用涂层材料将多孔无机纳米纤维与纳米纤维素组合，该涂层材料对微孔聚烯烃隔膜进行修饰改性，可实现在不牺牲透气性的前提下，提升隔膜的电解液浸润性和稳定性，而且所得涂层与基膜结合力强，涂层轻薄，有利于锂离子的传输以及提升电池的质量能量密度等性能，具有非常广阔的应用前景。

摘要： 本实用新型公开了一种轻量化射频同轴电缆及轻量化漏泄同轴电缆，包括由内而外同心嵌套的加强件、铜管内导体、发泡绝缘层、外导体、以及外护套；所述加强件与铜管内导体紧套固定；所述加强件为横截面轮廓为圆形的塑料条，所述塑料条为绝缘热塑塑料，其抗拉强度不低于10MPa。本实用新型提供的轻量化射频同轴电缆及漏泄同轴电缆，采用压紧的挤塑成型的塑料条作为加强件，与铜管内导体压紧，代替铜包铝线，减轻同轴电缆及漏泄同轴电缆的自重。同时采用绝缘的塑料作为加强件，相比铝芯具有更佳的电性能，衰耗更小。

摘要： 本实用新型公开了一种轻量化车厢的车门框安装结构及轻量化车厢，该车门框包括顶梁和位于顶梁两端的立柱，顶梁安装在上边梁上，且立柱的底端安装在下边梁上，该车门框安装结构包括外侧连接件和内侧连接件，外侧连接件呈板状，且外侧连接件具有上部区域和下部区域，上部区域铆接在立柱的外侧面，下部区域铆接在下边梁的外侧面；内侧连接件为截面呈L型的型材，内侧连接件具有竖直部分和水平部分，竖直部分铆接在立柱的内侧面，水平部分铆接在所述下边梁的顶面上。本实用新型通过设置外侧连接件和内侧连接件实现立柱和下边梁的连接，不再通过焊接的方式连接立柱和下边梁，有利于提高生产效率，并提高产品外观质量，且具有防水作用。

摘要： 本发明适用于电力电子领域，提供了一种轻量化变压器、轻量化变压器设计方法和高压电源，轻量化变压器包括：磁芯、磁分流器环形磁芯、初级骨架、初级绕组、次级骨架、次级绕组、第一气隙和第二气隙；所述第一气隙位于所述磁芯的中柱；所述第二气隙位于所述磁芯的边柱；所述磁分流器环形磁芯穿过所述磁芯中柱，距离所述磁芯中柱顶端距离为所述初级骨架的槽宽；所述初级绕组使用利兹线均匀绕在所述初级骨架内；所述次级绕组使用高压绝缘线绕在所述次级骨架内。增加漏感的方式为：利用倍压整流电路和变压器次级绕组中存在的寄生电容，从而实现并联的电容的全部集成，达到减轻变换器重量的最终目的，从而满足飞行器轻量化设计要求。

摘要： 本发明公开了一种适宜于焊接的板状结构轻量化设计方法及轻量化结构，所述轻量化设计方法包括以下步骤：1)、以板状结构零件的三维模型为操作对象，根据板状结构零件的模型结构进行抽壳处理获得空心壳体，所述空心壳体至少包括对称设置的2片外壳板；2)、在空心壳体内部填充支撑结构，所述支撑结构通过焊接方式与空心壳体连接为一体。本发明针对板状结构的零部件，将成熟的加工制造方法与轻量化设计相融合，在板状结构零部件的重量降低、强度提升、工艺可行性提升、研发周期缩短等方面具有显著优势。