基于HyperMesh的副簧支架优化

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基于HyperWorks的某重卡副簧支架轻量化设计

10.16638/ki.1671-7988.2016.08.037基于HyperWorks的某重卡副簧支架轻量化设计邢国栋，李海波（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽合肥230601）摘要：采用CATIA三维软件建模，运用HyperWorks对零部件进行有限元分析，对某重型载货车副簧支架进行应力分析，得出分析结果，从分析结果得出可优化部位，在不影响支架可靠性的前提下，实现该支架的轻量化设计。

关键词：副簧支架；CATIA；HyperWorks；有限元分析；轻量化设计中图分类号：U465 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2016)08-117-02Lightweight Desigan of A Heavy Truck Leaf Spring Bracket Based on HyperWorksXing Guodong, Li Haibo( Anhui Jiang Huai Automobile Corp, Anhui Hefei 230601 )Abstract:Using CATIA 3D modeling software, using HyperWorks for parts of finite element analysis and for heavy-duty truck leaf spring bracket stress analysis. The analysis results from the analysis results that can optimize the site, under the premise of not affecting the reliability of support to achieve lightweight design of the bracket.Keywords: Leaf Spring Bracket; CATIA; HyperWorks; Finite Element Analysis; lightweight designCLC NO.: U465 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2016)08-117-02引言采用主副簧结构的板簧悬架，在载重量较小时，只有主簧起承载作用，副簧不起作用；当载重量增加的一定程度后，由于副簧与副簧支架接触，从而使主簧与副簧同时作用，增加悬架的承载能力。

51_铰链安装支架形貌优化分析_张蓉

Altair 2011 HyperWorks 技术大会论文集铰链安装支架形貌优化分析张蓉上海世科嘉车辆技术研发有限公司上海 201209摘要：本文针对某车型后备箱铰链车身侧安装支架刚度较弱的问题，利用 HyperWorks软件的 OptiStruct 形貌优化功能，优化了安装支架加强筋布置，提高了支架刚度。

形貌优化通过软件对模型的自动迭代计算，寻找到最佳的加强筋布置方法，分析结果表明该方法能有效提高支架刚度。

形貌优化为支架的加强筋布置提供了快捷、有效的途径。

关键词：支架，加强筋布置，OptiStruct，形貌优化1 概述汽车后备箱盖是通过铰链安装到车身，在后备箱盖和车身上的铰链安装位置均有一安装支架，铰链直接安装在支架上。

支架为铰链安装提供平台，同时将后备箱盖经由铰链传递过来的载荷传递给车身，因此，支架结构除了要求提供安装平面外，还要求有足够的刚度以抵抗载荷引起的变形，否则将引起铰链位置移动太大甚至安装塌陷，从而造成后备箱盖开闭困难甚至脱落。

铰链安装支架是薄的钣金结构，为了不增加材料重量，这类结构通常是在安装面周围通过冲压加强筋的方式来实现支架刚度的提高。

由于加强筋的布置方式不同，会出现各种设计方案，要寻找到合适的设计方案需要不停的更改结构、不停的验证分析。

目前，有限元分析方法的广泛应用已经为设计大大缩短了周期和成本，但是依靠我们的经验来设计支架加强筋的布置，仍然要通过反复的设计、有限元分析、改进、再分析，才能找到满意的结构，该结果还未必是最优的。

HyperWorks 产品的优化软件 OptiStruct 提供了若干优化功能，形貌优化（Topography）专门针对板形结构提供了一种寻找最优加强筋分布的概念设计方法，用于设计薄壁结构的强化压痕，在不增加重量的同时能满足强度、刚度、频率等要求。

利用形貌优化功能，通常在设计之初就能找到加强筋的最优布置方法，也可用于后期改进结构，本文就将该功能用于改进现有结构的加强筋布置以提高支架刚度。

基于HyperWorks的某重型卡车板簧支架轻量化设计

基于HyperWorks的某重型卡车板簧支架轻量化设计晏全周【摘要】文章利用有限元分析软件HyperWorks平台建立某重型卡车的前板簧支架的拓扑空间,通过拓扑优化实现板簧支架的最优化的降重方案,进而在三维设计软件CATIA中进行模型的优化设计,最后通过对优化结构的应力分析校核优化结构的合理性,实现板簧支架降重目标.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2015(000)011【总页数】4页(P43-46)【关键词】板簧支架;拓扑;降重;结构优化【作者】晏全周【作者单位】安徽江淮汽车股份有限公司重型商用车研究所,安徽合肥230601【正文语种】中文【中图分类】U469.6前言板簧支架是重型卡车连接车架与钢板弹簧的重要零部件，其承受来自钢板弹簧的复杂的作用力。

在汽车设计中板簧支架作为 A类件（最重要的零部件类），设计时对其强度有着较高的要求。

而随着近年来全国各地限超限载政策法规的出台，以及国家对整车质量与公告法规一致性的检查，车辆零部件的轻量化越来越受到主机厂以及用户的重视。

重型卡车上板簧支架在设计初期要求在满足强度的前提下减少其自身重量，以满足强度和轻量化需求。

本文以某重型轻量化牵引车板簧支架为优化设计对象，应用CAE分析软件HyperWorks平台中的OptiStuct模板，利用拓扑优化技术，模拟板簧支架受力工况，得到拓扑骨架模型，从而建立板簧支架的优化模型，根据优化结果对板簧支架进行重新设计，并对优化设计合理性进行反向有限元分析验证，在满足强度要求的同时达到减重的目标。

1、拓扑优化设计方法1.1 变密度法拓扑优化是一种根据设定载荷、约束条件以及优化目标而寻求结构材料的最合理分布的一种方法。

拓扑优化之前需进行三要素设定：设计变量、目标函数和约束条件。

对于常用的连续体结构拓扑优化，具体实施方法有均匀法、变密度法、渐进结构优化法等。

变密度法是拓扑优化设计中常用的方法，其采用材料属性描述方式，其基本思想是引入一种假想的密度可变材料，建立物理参数（例如弹性模量、泊松比、许用应力等）与材料的密度之间的关系。

王纯_基于HyperWorks的悬置支架NVH性能优化

基于HyperWorks的悬置支架NVH性能优化The NVH Optimization Analysis of the Suspension Bracket Based on HyperWorks王纯李翠霞雷应锋张力长安汽车北京研究院，北京100089摘要：本文应用澳汰尔（Altair）公司的HyperWorks软件，建立了某车型悬置支架有限元模型，对其进行模态分析及优化，提高了车身的NVH性能。

关键词：HyperWorks 悬置支架模态NVH 有限元Abstract: The article achieved the mode optimization analysis of suspension bracket, and the CAE model of the bracket is operated by HyperWorks. The project improved the NVH performance of the car.Key words:HyperWorks，Suspension Bracket，Mode，NVH，CAE1 概述随着顾客对汽车质量要求的不断提升，汽车振动噪音品质问题已经成为设计者考虑的重要因素之一。

悬置支架是连接悬置和车身的零件，具有重要的隔振作用。

在汽车研发前期，不仅悬置支架需要具有一定的强度和刚度，支架连接周边承载零部件的结构也需要一定的强度和刚度，这样才能在遭受各种干扰力作用下，保证发动机的强度，避免发生干涉及其他影响，对整车舒适性和振动噪声水平也具有重要的影响。

对某轻型客车的整车进行NTF、VTF分析，结果显示在特定发动机转速下振动噪音出现突然恶化现象。

初步判断发动机后悬置支架的刚度不足，模态值偏低，是导致整车振动噪音恶化的重要原因之一。

为了进一步确认问题发生的根本原因以便实施有效整改，本文进一步通过模态分析，对该悬置支架进行优化。

工程中，对结构的模态分析通常有解析法和实验法两种，即有限元模态分析和实验模态分析。

基于Hypermesh的前副车架结构优化

基于Hypermesh的前副车架结构优化张泽豫;焦志勇;赵鹏;苏仕见【摘要】建立某款车型的前副车架的几何模型,运用Hypermesh在已建立的几何模型上基础上进行网格划分,根据实际实际情况定义边界条件与施加载荷,完成有限元模型的建立;分析计算在相应载荷与边界条件下副车架的静态刚度、强度,并进行模态分析;分析表明,副车架强度符合使用要求,但是该车架的二阶模态与发动机中高转速时激振频率较为接近从而可能会产生共振;针对该问题提出相应的优化方案.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2018(000)019【总页数】4页(P42-44,100)【关键词】副车架;模态分析;结构优化【作者】张泽豫;焦志勇;赵鹏;苏仕见【作者单位】天津科技大学机械工程学院,天津 300222;天津科技大学机械工程学院,天津 300222;天津科技大学机械工程学院,天津 300222;天津科技大学机械工程学院,天津 300222【正文语种】中文【中图分类】U463前言汽车前副车架不仅是作为汽车悬挂连接部件与车身之间的一种辅助装置，同时也是汽车底盘中重要零件之一，该结构常见于采用承载式车身的车型中。

副车架的作用是阻碍振动和噪声的传播，减少其进入车厢，因此在主要出现在豪华的轿车和越野车上，有些汽车还在引擎装上副架。

传统的承载式车身没有副车架，其悬挂直接与车身钢板相连的，所以前后车架的悬挂摇臂机构都为散件，易与路面、发动机激励产生共振。

在副车架诞生以后，可以将前后悬挂装在副车架上，构成一个车架总成，然后再统一安装到车身上。

本文通过对副车架与前车架的连接的优化，以及对局部结构的优化来降低可能发生共振的概率。

1 副车架模型的建立本文研究工作中，主要采用有限元前处理软件 Hyper-mesh建立汽车前车架有限元模型。

如图所示，为本有限元建模的基本流程[1]，其中各操作所需的具体研究工作如下：图1 有限元建模流程1）几何模型的清理与简化。

基于HyperWorksOptiStruct的空调电机支架优化设计

基于HyperWorks/OptiStruct的空调电机支架优化设计The Optimization Of Bracket-MotorIn Air-Conditioner Based On HyperWorks/OptiStruct胡文刚朱国生李忠华(苏州三星电子有限公司江苏苏州215021)摘要：本文针对某型号空调的电机支架的轻量化并高性能化的问题，采用Altair公司的HyperWorks/OptiStruct进行了拓扑优化和形貌优化设计，得到了合理的材料分布和加强筋分布形式。

优化后的结构相比原始结构，重量减轻4.6%的同时，刚度提升53.2%，达成设计目标。

该支架优化设计的思路，提高了设计效率，可为后续相关零部件的设计提供参考和借鉴。

关键词：空调电机支架拓扑优化形貌优化频响分析Abstract: In this paper, topology and topography optimization in HyperWorks/OptiStruct was completed successfully for the light-weight design with high performance of an AC bracket-motor , while the rational material distribution and reinforcing rib distribution were obtained. The design target was achieved with the weight of the optimized structure decreased by 4.6% and stiffness increased by 53.2%. This method of bracket-motor optimization can improve the efficiency of design work. The results can be referenced for the design and further improvements of the relevant parts.Key Words：AC Bracket-motor, Topology, Topography, Frequency response, HyperWorks1 概述用户对高品质生活的极致追求以及国家能效标准的提高，使得空调室外机的噪音性能越来越多的受到关注。

基于Hypermesh的板簧悬架模型建立与验证

基于Hypermesh的板簧悬架模型建立与验证徐论意【摘要】In the process of the frame strength analysis, leaf-spring suspension model is very important, which directly affects the accuracy of the results. In this article, the finite element model is established by the pre-processing software Hypermesh and the results are calculated by the post-processing software Msc.nastran. At the same time, the calculation results are compared with the experimental data, proved the reasonability of leaf-spring suspension model.%在车架强度分析过程中，板簧悬架模型的至关重要，其直接影响分析结果的准确性。

本文利用前处理软件Hypermesh 建立有限元模型，后处理软件 Msc.nastran计算出结果。

同时将计算结果与试验数据作对比，证明了板簧悬架模型的合理性。

【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2015(000)001【总页数】3页(P101-103)【关键词】车架;板簧悬架;有限元【作者】徐论意【作者单位】安徽江淮汽车股份有限公司，安徽合肥 230601【正文语种】中文【中图分类】U463.8CLC NO.: U463.8 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2015)01-101-03 在车架强度有限元分析过程中，板簧悬架模型至关重要，其直接关系到车架强度分析的准确性。

基于HyperMesh的某乘用车发动机悬置支架轻量化设计

基于HyperMesh的某乘用车发动机悬置支架轻量化设计张永康;廖武;梁林;李龙晶;苗文杰【摘要】文章利用有限元分析软件HyperMesh建立某乘用车发动机悬置支架的CAE模型，通过模拟整车工况对其进行受力分析，根据应力云图分布情况设计悬置支架的最优化降重方案。

结合三维设计软件CATIA对悬置支架的三维模型进行结构优化，最后对优化结构再行应力分析校核，确保优化结构的合理性，以实现降重目标。

%This paper by using the finite element analysis software HyperMesh to establish the CAE model of a passenger car engine mount bracket, and performed stress analysis of it under the vehicle condition. According to the distribution of the stress nephogram, formulate an optimization scheme to reduce the weight of the bracket, then optimize the structure of the 3D model by CATIA. Finally recheck the reliability of the optimized structure of the new bracket, to verify the rationality of the scheme, and realize lightweight design.【期刊名称】《汽车实用技术》【年(卷),期】2016(000)012【总页数】3页(P110-112)【关键词】悬置支架;应力分析;结构优化;降重【作者】张永康;廖武;梁林;李龙晶;苗文杰【作者单位】安徽江淮汽车股份有限公司，安徽合肥 230601;安徽江淮汽车股份有限公司，安徽合肥 230601;安徽江淮汽车股份有限公司，安徽合肥 230601;安徽江淮汽车股份有限公司，安徽合肥 230601;安徽江淮汽车股份有限公司，安徽合肥 230601【正文语种】中文【中图分类】U463.82CLC NO.: U463.82 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)12-110-03发动机悬置支架是乘用车连接发动机和悬置总成的重要零部件，其承受来自动力总成的复杂的力和力矩。

基于HyperMesh的某乘用车发动机悬置支架轻量化设计

10.16638/ki.1671-7988.2016.12.037基于HyperMesh的某乘用车发动机悬置支架轻量化设计张永康，廖武，梁林，李龙晶，苗文杰（安徽江淮汽车股份有限公司，安徽合肥230601）摘要：文章利用有限元分析软件HyperMesh建立某乘用车发动机悬置支架的CAE模型，通过模拟整车工况对其进行受力分析，根据应力云图分布情况设计悬置支架的最优化降重方案。

结合三维设计软件CATIA对悬置支架的三维模型进行结构优化，最后对优化结构再行应力分析校核，确保优化结构的合理性，以实现降重目标。

关键词：悬置支架；应力分析；结构优化；降重中图分类号：U463.82 文献标识码：A 文章编号：1671-7988 (2016)12-110-03The Lightweight Design of A Passenger Car Engine Mount Bracket Based on HyperMesh Zhang Yongkang, Liao Wu, Liang Lin, Li Longjing, Miao Wenjie( Anhui Jianghuai Automobile Co., Ltd., Anhui Hefei 230601 )Abstract: This paper by using the finite element analysis software HyperMesh to establish the CAE model of a passenger car engine mount bracket, and performed stress analysis of it under the vehicle condition. According to the distribution of the stress nephogram, formulate an optimization scheme to reduce the weight of the bracket, then optimize the structure of the 3D model by CATIA. Finally recheck the reliability of the optimized structure of the new bracket, to verify the rationality of the scheme, and realize lightweight design.Keywords: mount bracket; stress analysis; structure optimization; weight reductionCLC NO.: U463.82 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2016)12-110-03引言发动机悬置支架是乘用车连接发动机和悬置总成的重要零部件，其承受来自动力总成的复杂的力和力矩。

基于HyperWorks的副车架强度及模态分析

基于HyperWorks的副车架强度及模态分析宛银生;周伟;姜再友;袁世林;周磊【摘要】为了提高某车型副车架性能和缩短开发周期,利用三维设计软件CATIA建立副车架3D几何模型,基于有限元和模态分析的基本理论,利用HyperWorks软件建立副车架有限元模型,分析了副车架的静强度和前6阶固有频率及振型,分析结果满足设计要求,为副车架的可靠性及优化设计提供了理论支撑,同时也为副车架的动态响应提供了重要的模态参数.【期刊名称】《汽车工程师》【年(卷),期】2017(000)003【总页数】3页(P16-18)【关键词】副车架;强度;模态;频率【作者】宛银生;周伟;姜再友;袁世林;周磊【作者单位】安徽江淮汽车集团股份有限公司;安徽江淮汽车集团股份有限公司;安徽江淮汽车集团股份有限公司;安徽江淮汽车集团股份有限公司;安徽江淮汽车集团股份有限公司【正文语种】中文副车架是汽车底盘系统的重要部件，汽车上绝大多数部件和总成是通过副车架来固定其位置以保证汽车的正常行驶，并将路面作用于车轮上的垂直反力、纵向反力、侧向力以及它们引起的力矩传递到车身上。

副车架在一定程度上使车辆具有良好的乘坐舒适性和稳定性，因此其可靠性强度直接关系到整车的安全性[1]。

与国外的研究分析成果相比，我国的副车架设计尚处于起步阶段,国内主机厂对副车架一般进行逆向研发，自主设计。

文章主要在满足整车安全性和舒适性的基础上进行了副车架的强度和模态分析。

达到了满足整车性能的要求。

1 副车架的功能及数模设计1.1 副车架的功能副车架功能主要有两方面：1）底盘的连接刚度在副车架的作用下得到提高；2）副车架能够降低路面振动给整车带来的影响，提高乘坐的舒适性[2]。

所以副车架设计应满足汽车具有良好的行驶平顺性、减振性及操纵稳定性，汽车制动和加速时减少车身纵倾的可能性，能可靠地传递车身与车轮间的一切力和力矩，零部件质量轻并有足够的强度和寿命的要求。

1.2 数模设计为了使某车型副车架具有更好的功能性、可靠性及良好的工艺性，对该轿车副车架进行设计初期分析。

基于Hyperworks的半挂车车架结构分析与改进

基于Hyperworks的半挂车车架结构分析与改进摘要：本文借助Hyperworks软件对一款半挂车车架结构进行了有限元分析，找出了车架的弱点并提出了改进设计方案。

通过模拟不同载荷情况下车架的应力、应变等物理特性，找出了构成车架的不同部件的材料疲劳极限。

然后针对这些不足之处，提出了优化设计方案，包括调整材料使用、增加支撑支架和加强焊缝等，进一步增强了车架的稳定性和耐久性。

关键词：Hyperworks；半挂车车架；有限元分析；改进设计；稳定性；耐久性正文：1.引言半挂车作为重型运输车辆的一种，通常用于货物运输等大容量、远距离的物流任务。

但随着工业发展和城市化进程的加速，货物运输对车辆的要求也越来越高，特别是对半挂车车架的耐久性和稳定性要求更高。

因此，对半挂车车架的结构分析和改进设计显得尤为重要。

Hyperworks是一款专业的有限元分析工具，能够模拟车架在不同条件下的物理行为和力学特性，找出其中的不足之处，并提出有效的改进方案。

本文利用Hyperworks对一款半挂车车架进行了分析，找出了车架的弱点并提出了改进设计方案。

2.分析方法2.1 结构建模本文选用一款常见的半挂车车架进行分析。

首先，借助Hyperworks中的CAD软件将车架模型导入，并建立三维有限元分析模型。

然后，根据车架的材料参数和重量等信息，进行网格剖分、单元分析和装配等。

2.2 物理行为模拟本文通过Hyperworks中的静力学、动力学和疲劳分析等工具对车架进行了物理行为模拟。

具体来说，分别对不同载荷、速度、路况等情况下的车架应力、应变、位移等物理行为进行了模拟，找出了车架的不足之处。

3.分析结果3.1 应力和应变分析通过车架的有限元分析，可以得到各部件的应力和应变分布情况。

具体来说，车架的各部件在不同载荷下所承受的应力大小、应变的程度等都可以被可视化地展示出来。

通过这些数据，可以找出构成车架的不同部件的材料疲劳极限。

3.2 弱点分析根据应力和应变分析结果，可以找出车架的弱点。

陈华_基于Hyperworks的某轿车副车架模态分析及优化_陈华

T
M ， K K ， X s q s 。而 M 与
K 均为对角矩阵，该方程为解耦方程。即通过模态坐标变换，将系统自然坐标系下的多
自由度耦合方程转化为模态坐标系下多个单自由度的方程，减少计算量，求出模态频率等模态参数。
关键词：副车架，共振，模态
0 概述
汽车底盘性能主要是舒适性和操控性两大主题，而副车架又是影响这两大性能的重要因素之一。副车架通过接附点与车身连接，并通过安装在其上的悬置支架与发动机连接，所以副车架主要作用是阻隔路面及发动机产生的振动，避免其直接进入车厢。由于大多数轿车前后悬置支架都是安装在副车架上，所以副车架模态直接决定着前后悬置支架模态。为了避免副车架与悬置支架在发动机激励下与发动机产生共振，副车架与悬置支架第一阶模态频率需高于发动机产生的 2 谐次惯性激励频率。以 4 缸发动机为例，运动部件产生的惯性激励频率为：
2.2 材料属性及约束
计算中使用的材料属性如下：弹性模量：2.1E+05Mpa 材料密度：7.9E+03Kg/m3 泊松比：0.28 约束副车架与车身接附点 123 自由度。
2.3 模态分析
在 HyperMesh 中定义卡片，其中求解卡片采用 S0L103，导出 bdf 文件。计算模态，得到结果 OP2 文件。在 HyperView 中查看模态阵型图，其中副车架一阶模态频率为 157.4Hz，其也为悬置支架一阶模态频率，低于目标值 200Hz。当发动机 2 谐次激励频率达到 157Hz 左右时，会引起副车架、悬置支架与发动机发生共振。共振能量很大，传递至车厢内，使驾驶
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Altair 2012 Hyperworks 技术大会论文集

46_基于HyperStudy的货车车架多目标优化_康元春

基于HyperStudy的货车车架多目标优化康元春湖北汽车工业学院汽车工程系湖北十堰 442002摘要：以提高一阶模态频率和车身轻量化为目标对车架进行多目标优化。

首先对货车车架进行振动模态和静力学计算，得到车架的结构性能参数，确定了车架优化的目标。

然后运用HyperStudy对车架板厚进行试验设计，并以不同区域的板厚为变量，以提高一阶模态频率和车身轻量化为目标，对车架的板厚参数进行多目标优化。

最后对优化结果进行分析确定可行的车架厚度参数方案。

优化后的车架在重量减轻的同时一阶模态频率也有很大的提高。

关键词：车架，轻量化，多目标优化0引言车架是整个汽车的基体，汽车绝大多数部件和总成都是通过车架来固定其位置。

车架设计应保证强度、刚度和振动模态等性能达到要求，同时重量尽可能小。

本文首先进行有限元分析得到了车架的结构性能参数，发现其一阶模态频率路面激振频率很接近容易产生共振。

因此在该车架轻量化设计中还需提高其一阶模态，是一个多目标优化问题。

因此本文以一阶模态频率和减轻车架重量为目标对车架板厚进行优化。

1 车架有限元分析1.1 有限元模型该车架为边梁式车架，由工字型钢板、加强板、横梁及支架组成。

用Pro/E建立车架的三维模型，保存成IGES格式，再利用HyperWorks提供的IGES接口读入。

组成车架的各部分都是薄壁件，因此使用四边形壳单元划分网格，并将各部分以刚性单元定义焊接。

模型中节点数10088，单元数9167及焊点数为445。

材料属性依据企业提供的参数设置，E=210Gpa，ρ=7.89×10-6 kg/mm3，μ=0.3。

有限元模型见图1。

图1 车架有限元模型1.2 载荷及工况货车车架载荷包括：（1）发动机总成，（2）驾驶室及乘员，（3）车厢及货物。

货车在行驶的过程中受到弯曲工况及弯扭联合工况。

弯曲工况车辆在水平路面四轮着地行驶，因此对八处支撑同时约束[1]；弯扭联合工况是汽车在崎岖不平的道路上行驶的情况，对于满载工况，后轮悬空比前轮悬空的情况要恶劣的多[2]，故取左后轮悬空为本文分析的弯扭联合工况。

基于HyperMesh的某重卡挡泥板支架的优化改进

10.16638/ki.1671-7988.2021.012.033基于HyperMesh的某重卡挡泥板支架的优化改进周宗昊，周刚，赵永利，宋磊，樊天博，张明（陕西万方汽车零部件有限公司，陕西西安710200）摘要：文章针对某重卡车挡泥板支架在使用过程中出现的断裂现象，应用HyperMesh软件对挡泥板支架进行静力学仿真分析，并将失效形式与仿真结果进行对比，验证仿真分析方法和结果的有效性。

最后通过对挡泥板支架进行结构和材料优化，提高支架强度，使其满足性能要求。

关键词：挡泥板支架；静力学仿真分析；强度中图分类号：U466 文献标识码：A 文章编号：1671-7988(2021)12-106-03The Optimization and Improvement for Fender Bracket ofa Heavy Truck Based on HyperMeshZHOU Zonghao, ZHOU Gang, ZHAO Yongli, SONG Lei, FAN Tianbo, ZHANG Ming（Shaanxi Wangfang Auto Parts Co., Ltd., Shaanxi Xi’an 710200）Abstract: In this paper, hyperMesh software is used to analyze the fracture of the fender bracket of heavy truck in the process of using. Then, the failure forms are compared with the simulation results to verify the effectiveness of the simulation analysis method and results. Finally, by optimizing the structure and material of the fender support, the strength of the bracket is improved to meet the performance requirements.Keywords: Fender bracket; Static simulation analysis; StrengthCLC NO.: U466 Document Code: A Article ID: 1671-7988(2021)12-106-03引言挡泥板支架作为重型卡车车身附件的主要部分之一，通过螺栓固定在车架上，在车辆行驶过程中承受地面的冲击载荷。

基于Hypermesh的中型货车车架有限元分析与优化

H yp e rm e sh中具有几何型面的网格自动化分模块 ,导入曲面数据时 ,有时存在缝隙、重叠、错位等缺陷 ,边界错位经常引起网格扭曲 ,导致单元质量不高 ,求解精度差。因此 ,分析之前的几何清理 ,变得十分重要 ,它决定分析能否进行 ,影响分析的效率和精确度。通过消除错位和小孔 ,压缩相邻曲面之间的边界 ,消除不必要的细节 ,就能够提高整个划分网格的速度和质量 ,提高计算精度。
Truck Fram e Ba sed on Hypermesh
ZHO NG Pe i - si, X IN J i - guang, L IU Feng - jing, L IU M e i (Advanced M anufacturing Technology Center, Shandong University of Science and Technology, Q ingdao 266510, China)
0 引言载重货车车架 ,作为货车各大总成的载体 ,是
重要的受力部件。车架工作时要承受扭转、弯曲等多种载荷产生的弯矩和剪切力 ,设计中足够的强度、足够的抗弯刚度和合适的扭转刚度分析是至关重要的。在现实应用过程中 ,经常会出现车架强度和刚度不足导致的疲劳破坏和断裂。
Hypermesh是一个高效的有限元前后处理器 , 能够建立各种复杂的有限元和有限差分模型 ,与多种 CAD 和 CAE软件有良好的接口并具有高效的网格划分功能。 Hypermesh 环境下的结构静力分析 , 用来计算在固定不变的载荷作用下的响应 ,即由于稳态外载引起的系统或部件的位移、应力、应变和力等。利用 Hypermesh的前后处理 ,对中型货车的车架进行有限元分析 ,并对车架不合理部位进行优化。 1 车架模型建立与 Hypermesh处理

12_梁江波_基于HyperWorks发动机支架的拓扑优化设计

基于HyperWorks发动机支架的拓扑优化设计Topology optimization design for enginebracket based on Hyperworks梁江波（陕西重型汽车有限公司陕西西安710200）摘要: 介绍了拓扑优化的设计思想和方法，利用通用有限元分析和优化软件HyperWorks，结合发动机支架的结构、约束、受力等特点，对其进行了有限元分析和结构拓扑优化，并在优化基础上进行了改进设计。

基于有限元法的结构分析和拓扑优化，能在产品开发阶段主动寻求最优方案，对提高产品质量、缩短设计周期有重要作用。

关键词: 拓扑优化有限元分析发动机支架HyperWorks 结构分析Abstract: This paper introduces the design philosophy and method of topology optimization, and the finite element analysis and topology optimization design for the engine bracket of a truck were performed with HyperWorks，in which the characteristics of structure，constraints, and forces were considered．The improved design for the engine bracket structure was then achieved on the basis of the optimization．The structural analysis and topology optimization based on finite element method are helpful to get the optimal scheme in the developing stage of products，and have important significance in shortening the design period and improving the product quality．Key words：topology optimization；finite element anylysis；engine bracket；HyperWorks；structure analysis1 引言结构拓扑优化又称结构布局优化，是一种根据载荷、约束及优化目标寻求结构材料最佳分配的优化方法。

hyperworks弹簧受力分析

弹簧受力分析摘要：新一代飞机的设计对性能有更高的要求，需要有新的性能设计平台来应对这些挑战。

Altair公司的HyperWorks在飞机结构有限元建模，结构优化及减重，碰撞安全性分析，复合材料零部件设计和运动机构仿真及优化等领域的技术已经被世界各大飞机制造商广泛采用，成为事实上的现代飞机性能设计新平台。

关键字：HyperWorks HyperMesh OptiStruct Radioss MotionView HyperStudy 飞机性能设计近年来，以A380，A350，A400M，B787，F35为代表的新一代飞机，外形更大，重量更轻，飞得更远，载重量更大，机动性更好，突发情况下更安全，燃油经济性更好，确立了飞机性能设计的新标准，对现代飞机设计技术提出了一系列新的要求和挑战，需要有新的技术来应对。

λ结构减重技术：能够清楚给出在给定设计空间内的最佳材料分布和确定零部件尺寸、外形和位置，从而工程师有足够的设计提示信息和依据，而不仅仅依靠经验来进行结构的轻量化设计。

λ复合材料设计技术：能够对复合材料零部件进行建模、仿真和优化，预估复合材料零部件的强度、刚度、破坏和疲惫特性，优化复合材料的展层角度、展层外形、展层数目和展层叠加次序。

λ系统优化技术：能够在概念设计阶段优化结构传力路径和布局，减少设计后期风险；能够对飞机的性能参数进行优化，满足各种设计指标；能够进行多学科考虑，做到各子系统最优，总体系统也最优。

λ碰撞安全性分析技术：能够对鸟撞、坠撞、水上迫降等工况进行仿真，评估并改进突发危险情况下的飞机安全性。

λ缩短设计周期：能够快速进行CAE建模、求解和结果评估，特别是把CAE前后处理的时间降下来，并且通过优化技术和流程减少人工的反复设计迭代。

Altair公司是世界领先的工程设计技术开发者，旗舰产品HyperWorks软件包含了HyperMesh，OptiStruct，Radioss，MotionView，HyperStudy等著名模块，是全球领先的企业级产品创新解决方案，目前全球客户超过4000家，分布于汽车、航空航天、机械、电子、船舶、国防等各个行业。

基于Hypermesh的轻型专用车车架强度分析

□文/吴昊王孟志王加明米士彬 (中国重汽集团汽车研究总院)引言专用汽车使用工况复杂，专用车车架作为底盘、上装的承载基体，承受自身及外部载荷产生的弯矩和扭矩、激励。

由于专用车特殊需求，车架需要进行相应改装。

通过对车架进行强度与模态分析，计算车架强度以及固有频率，分析车架结构设计是否合理显得尤为重要。

1 车架有限元模型本文通过在Creo建立车架三维数模，将车架数模以Step格式导入HyperMesh进行网格划分、赋予材料属性、建立连接、施加载荷及边界条件，采用optistrcut进行分析。

1.1 车架三维模型建立在Creo建立车架三维数模时，为保证有限元分析加载位置准确，同时建立驾驶室前后悬置支架、发动机前悬置支架、悬架支座等三维数模。

图1 车架三维模型1.2 车架有限元模型建立在HyperMesh对车架几何模型进行几何清理、抽中面，并抽中面之后几何模型进行二维网格划分，尽量减少三角形单元数量。

对于驾驶室悬置支架、发动机悬置支架、悬架支座先进行二维面网格划分，通过表面二维网格生成三维体网格。

有限元模型中车架采用shell单元模拟，赋予各部分相应厚度。

悬置支架、悬架支座采用solid单元。

螺栓、铆钉采用bolt单元模拟，根据直径选择相应属性。

板簧通过等刚度变换，选择合适的几何尺寸，并通过beam单元模拟。

板簧与悬架建立连接模拟hinge，副簧与限位支架之间选择gap单元建立连接。

车桥及轮胎部分采用beam单元模拟，车架材料及属性参见表1。

表1 车架材料及属性有限元模型中各质量采用mass单元模拟，分别作用于各部分质心，通过rbe3单元建立质心点与固定点柔性连接，车架有限元模型参见图2。

图2 车架有限元模型2 车架强度分析在车辆使用过程中，车架会受到扭转、弯曲、侧向力等载荷。

通过分析，典型工况主要有弯曲、弯扭、制动、转向等，强度分析边界条件见表2。

表2 强度分析边界条件车架主要承载包括驾驶室500kg、动力总成504.7kg、上装及货物6000kg、油箱102.5kg、蓄电池62.7kg等。