为了改进变速器壳体的结构设计,对某商用车变速器壳体进行拓扑优化。首先,进行了边界条件的分析及载荷的获取;其次,针对典型工况,利用Hypermesh及Optistruct软件,对变速器壳体进行了强度分析和拓扑优化设计。优化后最大应力较优化前下降13.78%,最大应力明显得到优化,应力集中区域有缩小趋势。

方舱风道结构的改进设计可提升出风均匀性并能降噪。建立了某车载医疗方舱风道的CFD模型,对制冷工况下风道内部流场进行仿真分析,通过风道出风口的流速实验,验证了仿真模型的准确性;采用安装导流板、调节入口大小和安装分流片等措施,分别对风道的直道部分和弯道部分进行改进设计。仿真结果表明,改进后的直风道和弯风道出风均匀性得到改善,出风口的平均风速有所增加,医疗方舱的舒适性得到了提高。

针对直齿锥齿轮的齿根大多采用0.3倍模数的定半径圆角过渡,容易造成齿根弯曲应力偏大、锥齿轮使用寿命降低等问题,提出了一种变半径齿根圆角锥齿轮的设计方法。建立了标准齿根圆锥下的变半径齿根圆角一般方程;基于某电动汽车差速器定半径非标行星齿轮,推导出不同齿根圆锥下的齿根变半径圆角的一般方程,对非标行星齿轮进行了优化设计。通过有限元动力学和疲劳寿命仿真分析得知,变半径齿根圆角相较于半径最大的定半径圆角,锥齿轮平均齿根弯曲应力减小了10.8%、疲劳损伤降低了6.6%。所提出的设计方法提升了锥齿轮力学性能和疲劳寿命。

为降低差速器齿轮在传动过程中的振动和噪声,采用了行星齿轮齿廓修形和偏心螺旋线修形。通过KISSSoft分析了齿廓修形量、螺旋线修形量、螺旋线修形因子Ⅰ和螺旋线修形因子Ⅱ对传动误差峰值差、齿面最大接触应力、行星齿轮齿根弯曲应力和半轴齿轮齿根弯曲应力的影响,通过Minitab建立4个响应量的回归方程,得到以传动误差峰值差最小、齿面最大接触应力最小以及行星齿轮齿根弯曲应力不大于1100 MPa为目标的修形方案,修形后传动误差峰值差降低了11.39%,齿面最大接触应力下降了3.89%,行星齿轮和半轴齿轮的齿根弯曲应力分别下降了4.40%和5.62%。最后,采用有限元仿真分析,验证了修形后的差速器齿轮的疲劳寿命满足要求,并通过台架试验进行了验证。

以某方舱用轴流风机为研究对象,结合计算流体力学(CFD)和计算气动声学(CAA)理论,运用大涡模拟(LES)法进行了非定常分析,通过FW-H模型分析风机的远场气动噪声特性。风机气动噪声在基频及其高次谐波处出现离散峰值,宽频噪声部分随频率增加逐渐降低且趋于平缓。运用宽频噪声模型得到风机罩表面偶极子噪声分布,分析风机罩安装距离对噪声的影响。随着风机罩安装距离的增加,风机罩表面偶极子噪声显著降低。数值模拟结果表明:风机安装原风机罩使噪声总声压级从47. 7 dB提升到60. 8 dB。将风机罩出风口设置为环形并适当加大核心区域出风面积,可将噪声总声压级从60. 8 d B降低到56. 7 dB。

对于商用车整车正面碰撞安全性，国标主要考察两个部分：整车结构耐撞性与对应乘员保护，分别影响车身结构设计与约束系统开发，两方面需相互协作方可保证整车符合法规要求。建立了汽车正面碰撞有限元模型，并对其进行验证。在建立的模型的基础上，使用HyperMesh和LS-DYNA软件进行联合正面碰撞仿真分析，综合评价了整车碰撞性能。针对正碰过程中出现的整车加速度偏高的问题，选取汽车前部的保险杠系统和前纵梁部件为分析对象，进行了相应的结构改进。结果表明：改进后的结构在保证了驾驶舱完整性的同时大大改善了整车加速度曲线，为后期约束系统的开发奠定了良好基础。

针对底盘调校过程中操纵稳定性和行驶平顺性两个目标相互矛盾的问题,对某轻型货车悬架刚度阻尼进行优化匹配。在多体动力学软件ADAMS中建立整车的动力学模型,并通过操稳性道路试验验证模型的准确性。选取前后悬架的刚度、减震器阻尼曲线系数及后稳定杆的扭转刚度为优化变量,以汽车的操纵稳定性和行驶平顺性为优化目标,采用拉丁超立方试验设计拟合Kriging代理模型,利用遗传算法NSGA-Ⅱ对悬架系统进行多目标优化得到Pareto最优解集,并选取一个最优解进行ADAMS仿真验证。结果表明,汽车的行驶平顺性和操纵稳定性都得到了改善。

详细推导了汽车制动过程中感载比例阀输入输出压力的计算公式，建立了感载比例阀的介入压力和后轴载荷变化关系的计算数学模型。在该数学模型的基础上，综合考虑制动过程中轴荷转移和车身俯仰运动所引起的板簧附加变形，建立了后制动管路油压的的反馈控制模型。用某轻型客车参数带入计算模型，得到的计算结果满足法规要求，这与该车的试验结果是一致的。

按并行工程观点以经典的制动理论等国内外专著为理论依据以VB 6.0为程序语言开发设计了汽车液压制动系统设计与分析软件.利用该软件对制动系统进行设计计算及分析可以在改善设计人员的工作状况、减少设计时间并提高工作结果的直观性的同时得到与专家相同水平的设计.