利用Creo建立车架三维模型并导入ANSYS有限元分析软件,对车架进行静态弯曲和应力分析,通过静态电测试验确定有限元分析的应力值和试验真实应力值在合理范围内,对车架进行模态分析,通过模态试验验证有限元分析的模态振型、频率的正确性,对车架进行谐响应分析,确定对车架结构动态性能影响最大的模态频率。结果表明车架具备良好的强度和刚度特性,但存在一定的优化空间。优化过程在满足车架强度和刚度要求的前提下,通过改变横、纵梁布置结构的方式实现优化目的。车架质量与原车架相比减少了74.58kg,降低了27.74%;最大等效应力增加了23.36MPa,但应力分布更加合理。

针对电机模态不一致问题,进行了接触面积参数不确定电机模态的研究.基于确定性模型建立了接触面积参数不确定电机模态计算的Kriging代理模型,并结合Monte Carlo法进行了电机模态均值对接触面积参数均值的灵敏度分析.研究结果表明,定子铁芯与前端盖接触面积对电机一、二阶椭圆模态、四阶三角形模态的影响最大,对电机三阶三角形模态影响最大的是爪极与线圈接触面积,同时定子铁芯与绕组接触面积对电机一阶椭圆模态、三、四阶三角形模态都有影响.研究结果可为电机模态不一致问题的解决提供依据.

异响是汽车内饰系统设计开发过程中一个重要的课题。以某款电动SUV的副仪表板为例,通过卡扣刚度试验法、模态分析法、路谱采集、以及基于SNRD中的E_Line建模法进行异响分析及研究。对副仪表板模态未达到目标值25Hz这一问题结合模态振型与异响产生机理提出多种优化方案进行间接异响分析使之整体模态达到目标值;基于SNRD中E_Line建模法将试验采集的路谱作为输入对副仪表板容易产生异响风险的边界进行直接异响分析,对副仪表板存在的异响风险性在产品结构设计初期进行最大化的预防及控制。

研究了多柔体动力学计算原理并给出了运动方程,建立了起落架多体动力学与弹性机体一体化的多柔体全机模型,分析了弹性机体条件下起落架着陆响应载荷,对比弹性机体起落架响应载荷与刚性机体起落架响应载荷,研究了机体主要弹性模态对着陆响应载荷的影响,表明机身垂向一阶弯曲模态对起落架着陆载荷影响最为显著。

利用三维软件Pro/E完成船用发动机曲轴的数模搭建,结合HyperMesh进行有限元前处理,并赋予材料属性完成曲轴自由模态分析,模态分析结果表征曲轴固有频率可以避免出现共振情况发生。结合动力学数据完成发动机各转速的扭振分析、曲轴垂直方向最大受力分析,结果显示其强度满足使用要求,分析结果可为后续开展动力学分析及润滑特性研究提供理论基础。

针对车载过渡结构在车辆运输过程中的动态响应问题,通过控制变量法,利用动力学仿真方法计算各优化结构下的固有频率、模态振型、应力分布和位移传递值,进而分析验证了一种简易的优化方式。可用于过渡结构在指定抗振方向上的推广应用,有助于保障过渡结构上所安装设备的安全可靠。

为了实现对板类结构的主动健康监测，采用附着在结构上的压电陶瓷晶片激励和接收导波模态，选取合适模态用于板中缺陷的识别和评估．理论分析结果表明，在低频范围内，相对于A0模态，以面内位移为主、频散小的S0模态更适合于铝板的缺陷检测．利用直径11mm，厚0．4mm的压电陶瓷晶片在1mm厚的铝板上激励和接收得到适合缺陷检测的频率300kHz的S0模态．在此基础上，在铝板中加工-孔状缺陷，分析了S0模态的缺陷榆测能力，并进一步研究了缺陷直径对接收到的导波信号幅度的影响．实验结果表明，利用-发-收法得到的Lamb波模态可以用于铝板中的缺陷检测，并且缺陷回波的幅度可实现对缺陷大小的表征．

双滚刀岩石试验台可以进行刀间距、贯入度等参数对滚刀破岩效率影响的试验,为掘进机刀盘滚刀的布置提供设计依据。设计了可调整刀间距的高速双滚刀岩石综合试验台并进行了受力和模态的有限元分析,并利用试验台对普通花岗岩进行了滚压试验。结果表明：经有限元分析试验台的应力小于制造材料的许用应力,分析了试验台振型及振动频率和振幅;岩石滚压试验表明试验台在强度和振动方面满足使用要求;通过普通花岗岩的破岩试验测得破岩力及支撑框架振动幅值,所设计的试验台滚压花岗岩具有良好的使用效果,满足工程研究及使用。

冲压机械手的性能对工作效率有着至关重要的影响,为了验证机械手性能是否能够满足使用要求,对机械手机身进行了有限元分析。利用有限元分析软件ANSYS Workbench对机械手的机身进行了静力学和模态分析。通过有限元分析,得到机身在极限工况下的等效应力云图和变形云图以及机身的前6阶固有频率和振型,机身受到的最大应力为39.4MPa,最大变形为0.4mm。结果表明,机身的静强度和刚度满足使用要求,并且在使用过程中不会发生共振。

建立了某SUV前副车架其有限元模型。在6种工况下分别对前副车架进行了强度分析，以及自由工况下的模态分析。对所有零部件进行了灵敏度分析，据此确定优化设计变量。在此基础上进行了轻量化设计。优化之后的前副车架的总质量较之前减重比达到19％。对优化后的模型进行了强度分析和模态分析。验证结果表明，应力值均在屈服应力范围内，模态固有频率得到相应的提高。在提高其性能的基础上，实现了质量减轻的目标。