针对点阵块壳单元模型求解时间过长的问题,研究可行的简化建模方法。首先建立了反映点阵材料细节特征的壳单元锥台点阵模型,进行匀速异面压缩仿真,得到精细模型的压缩特性参数;然后基于PAM-CRASH软件材料库中41号材料建立等效的实体单元点阵块压缩仿真模型。对比了壳单元和实体单元建模仿真得到的碰撞响应特征曲线,结果表明,实体单元模型在触发力、平台力、压实应变以及吸能量等方面与壳单元模型吻合性良好,用实体单元建立的模型单元数量和求解时间更少,以实体单元替代壳单元建模可以提高求解效率。

在吸能盒碰撞仿真中,准确的应力-应变曲线是获得可靠仿真结果的前提。为获得准确的应力-应变曲线,以吸能盒在实际压缩中测得的力-行程曲线为参考,采用了试验设计、近似模型和遗传算法相结合的反求优化方法,对吸能盒仿真应力-应变曲线参数进行二次反求优化计算,将二次反求优化得出的仿真应力-应变曲线参数输入到仿真模型中,与试验数据进行对比。结果表明仿真求解与试验得出的力-行程曲线整体变化趋势基本吻合,仿真求解和试验得出的触发力、平台力的偏离度较小。

为了快速完成铁路货车转向架构架的虚拟疲劳试验,提出了一种采用LMS平台基于UIC510-3标准的疲劳试验仿真方法。首先对转向架构架进行有限元建模,依据UIC标准确定边界条件;其次通过模拟在超常载荷工况下的静态承载载荷,对其结构静强度进行评价;最后模拟车辆在主要运营工况下的动态循环载荷,运用LMS平台进行疲劳试验仿真及评价。计算结果表明该转向架构架具有良好的抗疲劳性能,其疲劳性能满足设计要求。该方法对轨道交通装备的疲劳性能的预测有较好的应用价值。

为提升电动自行车车架的冲击强度且保证其轻量化,首先依据标准对车架开展了冲击仿真,获取车架的动态响应;然后利用等效静态载荷法计算得到的静态载荷,对车架进行静态仿真,并与动态仿真下车架的应力和变形进行对比分析,对比结果一致性较好,验证了静态载荷具有等效性;最后采用等效静态载荷,对车架冲击强度进行优化。结果表明,车架的冲击强度得到明显提升且质量降低,实现了车架冲击强度的优化设计。该研究为电动自行车车架的设计提供了参考。

为了保证某型机车牵引变流柜设计的安全性及合理性的同时,尽可能减轻其自身质量,结合柜体的实际结构,采用软件Hyperworks建立了柜体的有限元模型,依据标准对牵引变流柜进行了强度与模态分析;以此为基础,建立了柜体优化模型,以柜体的各个板厚为设计变量、强度为约束条件、质量最小为设计目标对其进行尺寸优化设计,优化后的牵引变流柜质量下降11.26%,达到了轻量化的目的。模态计算结果表明,优化后的柜体模态符合设计要求。