基于UG的折叠翼式汽车车厢优化设计
翼展式厢式货车车厢骨架轻量化设计
Ｔｈｅ Ｌｉ ｈｔｎｇ Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｈ ａｍｅ ｏ ｉ ｓ ａｎ Ｖａｎ ｇ ｉ ｓｇ ｆｔ ｅ Ｆｒ ｆ Ｗ ｎｇ ｐ
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１ 车身 骨 架 梁 截 面 调 整
１１ 调整 方案 ．
选 取 在静 力学 分析 中对 车厢 骨 架ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ强度 和 刚度 起到 至
适用 于影 视作业 、活动舞 台 、军 队 医护 。 目前 翼展 式厢
式 货 车 在 国 内正 处 于 设 计 开 发 阶 段 ，严 重 的 能 源 消 耗 和
关 作 用 的纵梁 和横 梁进 行 调整 ，同时考 虑 前板 和后 门这
基于UGG与ANSYS的大学生节能车(HLJIT-3A型)结构优化设计-任务书
学生姓名
系部
汽车与交通工程
专业、业
车辆工程
是否外聘
否
题目名称
基于UGG与ANSYS的大学生节能车（HLJIT-3A型）结构优化设计
一、设计（论文）目的、意义
在汽车技术发展日新月异的今天，“节能、环保、安全”已成为未来汽车工业发展的主题，汽车的轻量化设计对提高车辆动力性、减少能源消耗与降低污染具有重要的实际意义。本设计为全国大学生节能车比赛用车，在详细分析节能车结构形式及工作原理基础上，完成总体方案设计，利用UG完成节油车二维结构设计并进行校核计算，分析节能车制作工艺，利用UG软件完成节油车的三维建模及虚拟装配，利用ANSYS软件对车架进行有限元分析，依据分析结果进行结构优化设计。
技术要求（研究方法）：
（1）要求研究汽车有限元分析、优化设计基本理论，并将其与机械制图、机械设计、材料力学、计算机软件等相关知识有机结合、熟练运用；
（2）要求运用CAD/CAM/CAE软件进行建模；
（3）运用有限元分析软件进行力学分析，重点进行车架强度分析；
（4）实现车架的优化设计，目标在保证车辆刚度的条件下车架质量减少15%。
[2]朱敏慧．应对未来汽车设计的挑战[J].汽车与配件,2010,(27).
[3]王桂姣，周建美．节能车车架选型和轻量化设计[J].汽车科技,2008,(5).
六、备注
指导教师签字：
年 月 日
教研室主任签字：
年 月 日
随着汽车对安全、节能、环保的不断重视，汽车车架一个关键部件，其结构产品的质量对整车的安全使用及整车的经济性的影响非常巨大的，因而对车架进行有效的优化设计计算是非常必要的。
二、设计（论文）内容、技术要求（研究方法）
基于UG的机械优化设计
基于ＵＧ的机械优化设计摘要：本文阐述了一种机械优化设计的可行方案，通过UG对机械零件进行初步建模，然后根据实际情况把设计模拟成有限元模型，最后用结构分析模块对其进行优化设计，既可减少产品的设计周期，又节约了生产成本，提高了企业的竞争力。
关键词：UG；CAE；优化设计；有限元1、前言随着CAD/CAE/CAM在国内的普及，中国机械企业从传统设计生产模式中走了出来，把计算机技术应用到产品的每一个环节，缩短了产品的生产周期，节约了生产成本，大大提高了企业的竞争力。
在传统的机械零件设计中，一般通过经验或手工计算把零件设计出来，通过手工计算或实验检验其安全可靠性，过程费时费力。
CAE技术为机械优化设计提供了一套可行的解决方案。
特别是在工程机械领域中，使用这套解决方案，节约的时间和材料成本是相当可观的。
CAE技术的研究始于20世纪50年代中期，CAE软件出现于70年代初期，80年代中期CAE软件在可用性、可靠性和计算效率上已基本成熟。
国际上知名的CAE软件有NASTRAN、ANSYS、ASKA、MARC、MODULEF、DYN-3D等。
但其数据管理技术尚存在一定缺陷；运行环境仅限于当时的大型计算机和高档工作站。
近十多年是CAE软件的商品化发展阶段，其理论和算法日趋成熟，已成为航空、航天、机械、土木结构等领域工程和产品结构分析中必不可少的数值计算工具，同时也是分析连续过程各类问题的一种重要手段。
其功能、性能、前后处理能力、单元库、解法库、材料库，特别是用户介面和数据管理技术等方面都有了巨大的发展。
前后处理是CAE软件实现与CAD、CAM等软件无缝集成的关键性软件成份；它们通过增设与相关软件（如UG、Pro/E、CADDS、Solidedge以及Solidworks、MDT 等软件）的接口数据模块，实现有效的集成；通过增加面向行业的数据处理和优化算法模块，实现特定行业的有效应用。
CAE 软件对工程和产品的分析、模拟能力，主要决定于单元库和材料库的丰富和完善程度，知名CAE软件的单元库一般都有百余种单元，并拥有一个比较完善的材料库，使其对工程和产品的物理、力学行为，具有较强的分析模拟能力。
基于UG奥迪汽车车身的曲面设计与加工毕业设计
南京工程学院本科毕业设计（论文）题目：基于UG奥迪汽车车身的曲面设计与加工专业：自动化（数控技术）Graduation Design (Thesis)Design and NC manufacturing for the curved face of the Aodi Car Based on UGByChen JinSupervised byLab Assistant.Zhao JianfengSchool of AutomationNanjing Institute of TechnologyJune, 2009毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明原创性声明本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。
尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。
对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。
作者签名：日期：指导教师签名：日期：使用授权说明本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。
作者签名：日期：学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。
除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。
对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。
作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。
基于UG的汽车车体造型设计
基于UG的汽车车体造型设计摘要本文主要从人体工程学的角度确定了微型车的外形尺寸，接着基于UG平台进行微型车车身和轮胎的实体建模。
之后从空气动力学的角度对微型车车身局部造型进行了对比分析和优化。
最后利用UG内部模块进行了总装图的制作和实体的渲染，再借助PhotoShop进行图像效果的处理。
关键词 UG；汽车造型；车身设计我国的汽车造型设计与国外有名汽车制造公司和汽车设计公司存在较大的差距。
本文基于UG 对汽车车身进行了实体建模，选取的车型为佳宝微型车。
1车身的实体建模1.1 确立车身总布置尺寸本设计的是以“佳宝 CA6371”的底盘尺寸为基准，设计一款微型车。
以下是一些主要尺寸参数的确定。
1）确定底板离地高度。
根据相关参数，确定底板离地高度为246mm；2）由人体工程学及相关汽车设计资料，确定车身总高为1 770mm；3）车体总宽和总长。
参考“佳宝 CA6371”的车体总宽（不包括后视镜）和总长，总宽（不包括后视镜）：1 480mm，总长：3 750mm；4）车轮选择。
选用“佳宝 CA6371”的轮胎，165/70 R13；5）同时也确定了汽车其他参数为：轴距2 450mm；轮距前/后1 280mm；轮胎165/70 R13；最高时速105km/h；乘员（人） 5（两排坐）～8（三排坐）；驱动形式4*2后驱动。
1.2 车轮尺寸的计算和设计建模设计中的轮胎标号为165/70 R13，通过计算得出：轮胎直径：13in；轮辋直径：561.2mm；轮胎宽度：165mm；轮胎高度：115.5mm。
1.3 微型车车身造型设计建模通过以上参数的确定，最后使用UG建模完成微型车实体效果图，如图2。
1.4 车灯的设计及组成在充分把握国家法律规定的基础上，在微型车上设计有以下几种车灯：前照灯（远光灯、近光灯）：2组；雾灯：2个；倒车灯：2个；转向指示灯前：2个；转向指示灯后：2个；制动灯：2个；高位制动灯：1个；驻车灯：2个；示廓灯：2个。
UG二次开发在折叠门门泵优化设计中的应用
UG 二次开发在折叠门门泵优化设计中的应用东风汽车有限公司商用车技术中心客车部车身科 郝守海[摘要] 以 UG 为设计平台，利用 UG 的二次开发工具 UG／Open GRIP 对客车折叠门气动门泵进行优 化设计，并建立折叠门与门泵的 UG 装配模型，进行运动校核。
[关键词] 折叠门 门泵 UG 二次开发1前言近年来，我国客车业迅猛发展，为适应激烈的市场竞争，各客车厂家不断推出新车型来满足客户的 需求。
同时在客车的设计阶段，要求对车身、底盘进行更多的结构优化分析和动态仿真分析。
设计周期的 缩短和工作重点的转移迫使设计者加快客车三维建模速度，提高设计效率。
UG 是一个优秀的机械 CAD/CAE/CAM 设计软件，它基于完全的三维实体复合造型、特征建模、装配建模技术，能设计出任意复 杂的产品模型， 并提供了 CAD/CAE/CAM 业界最先进的编程工具集， 以满足设计者二次开发的需要。
GRIP （Graphics Interactive Programming）是 UG 内嵌的专用图形交互编程语言，用户通过 GRIP 语言编程能够 自动完成在 UG 下进行的绝大部分操作。
2折叠门门泵设计目前大多数轻型客车采用折叠式乘客门，其中又有大部分折叠门采用气动门泵给力（折叠门及门泵 结构见图 2） 。
设计时由于门泵布置位置不合理，导致折叠门受力不均衡，经常会出现折叠门关闭不严、门 板扭曲、连接板拉裂等情况。
为了解决这些问题，需要对折叠门门泵布置进行优化设计。
在设计时为了确定门泵的位置需要解决以下三个问题： 1）门泵主体相对于折叠门在高度方向上的位置； 2）门泵与折叠门连接的转轴中心 B 在水平方向上的位置（见图 3） ； 3）门泵支座转动轴心的位置，即图 3 中 A 点的位置。
第一点——门泵整体相对于门在高度方向上的位置——需要考虑到以下三点： （1）连接板固定在门 拉手下方，不能与门拉手干涉； （2）门泵安装在门前座椅的下方； （3）连接板偏上安装对门受力有利，这 些在设计时都比较容易解决。
基于UGG与ANSYS的大学生节能车(HLJIT-3A型)结构优化设计
Keywords ： Energy saving vehicles ； Finite element ； Static analysis ； Mmodal analysis ； Lightweight design
目
录
摘要............................................................................................................................................I Abstract................................................................................................................................. II 第 1 章 绪 论...................................................................................................................... 1
关键词：节能车车架；有限元；静力学分析；模态分析；轻量化设计
Abstract
With the national economy and automobile transportation system has been the rapid development of fully established. Automobile frame assembly as part of a vehicle to withstand the load from the road and the various complex loads, and the cars are based on many important pieces of the frame assembly as the carrier, which frame the overall strength and stiffness in the car Design to a very important role to play, saving lightweight frame design helps improve performance of energy saving vehicles. The three-dimensional modeling software designed by UG, ANSYS finite element analysis software to draw on the energy-saving vehicle frame modeling and analysis. Discussion of the frame, respectively, in pure bending static conditions and to reverse the condition of the static strength analysis of the static stiffness analysis; analysis of frame conditions in bending, torsion condition, washboard road conditions and emergency situations turn static dynamic strength analysis. The results show that the stress of the frame is less than the ultimate strength of the material to meet the design requirements, but the intensity is too large, so the relatively poor economy. This frame also carried out a dynamic analysis, modal analysis are mainly, it is the core of the structure dynamic design overcomes the limitations of static methods, emphasizing the whole to consider the issue from the structure. By modal analysis frame, the design of several options put forward were a lightweight frame design and optimization of the result that the weight reduction of the frame itself, saving raw materials, lower production costs and improve vehicle fuel economy, and conducive to environmental protection.
基于UG的汽车车体造型设计
基于UG的汽车车体造型设计作者：张广胜来源：《科技传播》2012年第21期摘要本文主要从人体工程学的角度确定了微型车的外形尺寸，接着基于UG平台进行微型车车身和轮胎的实体建模。
之后从空气动力学的角度对微型车车身局部造型进行了对比分析和优化。
最后利用UG内部模块进行了总装图的制作和实体的渲染，再借助PhotoShop进行图像效果的处理。
关键词 UG；汽车造型；车身设计中图分类号U46 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2012）78-0146-02我国的汽车造型设计与国外有名汽车制造公司和汽车设计公司存在较大的差距。
本文基于UG对汽车车身进行了实体建模，选取的车型为佳宝微型车。
1车身的实体建模1.1 确立车身总布置尺寸本设计的是以“佳宝CA6371”的底盘尺寸为基准，设计一款微型车。
以下是一些主要尺寸参数的确定。
1）确定底板离地高度。
根据相关参数，确定底板离地高度为246mm；2）由人体工程学及相关汽车设计资料，确定车身总高为1 770mm；3）车体总宽和总长。
参考“佳宝CA6371”的车体总宽（不包括后视镜）和总长，总宽（不包括后视镜）：1 480mm，总长：3 750mm；4）车轮选择。
选用“佳宝CA6371”的轮胎，165/70 R13；5）同时也确定了汽车其他参数为：轴距2 450mm；轮距前/后1 280mm；轮胎165/70 R13；最高时速105km/h；乘员（人） 5（两排坐）～8（三排坐）；驱动形式4*2后驱动。
1.2 车轮尺寸的计算和设计建模设计中的轮胎标号为165/70 R13，通过计算得出：轮胎直径：13in；轮辋直径：561.2mm；轮胎宽度：165mm；轮胎高度：115.5mm。
1.3 微型车车身造型设计建模通过以上参数的确定，最后使用UG建模完成微型车实体效果图，如图2。
1.4 车灯的设计及组成在充分把握国家法律规定的基础上，在微型车上设计有以下几种车灯：前照灯（远光灯、近光灯）：2组；雾灯：2个；倒车灯：2个；转向指示灯前：2个；转向指示灯后：2个；制动灯：2个；高位制动灯：1个；驻车灯：2个；示廓灯：2个。
基于HyperWorks的折叠翼结构优化设计_王晓慧
2
优化问题的数学模型与求解
变密度法 SIMP （ Solid Isotropic Microstructure with
Penalization for intermediate densities ） 是目前应用最多 的连续体结构拓扑优化方法。 SIMP 通常以单元相对 — 796 —
［4 ］
①
0414 ； 修回日期： 20120827 。 收稿日期： 201212LZGF101 ） 。 基金项目： 中央高校基本科研业务费专项资金（ YWFmail： xhwang@ 作者简介： 王晓慧（ 1978 —） ， 女， 博士 / 硕导， 主要研究结构与多学科优化 、 优化理论与算法、 飞行器总体设计。Ebuaa． edu． cn
tL ≤ t ≤ tU X 为连续变量； x i 为拓扑变量即单元相对密度； n 其中，
L 为拓扑变量个数； t 为外表面蒙皮厚度变量； t 为厚度 U 下限； t 为厚度上限； f （ X） 为优化目标函数， 本文以结
构的应变能作为优化目标， 如式 （ 3 ） 所示； g j （ X ） 为第 j 个结构性状约束； m 为约束个数， 包含结构质量约束、 单元应力约束和节点位移约束， 如式（ 4 ） 所示。 N 1 1 1 f（ X） = F T U = U T KU = ∑ u T ku 2 2 2 i =1 i i i = 式中 1 （ 2
（ 3）
f（ X） 为结构总应变能， 即柔顺度或柔度； F 和 U
2012 年 12 月
王晓慧， 等： 基于 HyperWorks 的折叠翼结构优化设计
基于UG的车身造型设计
基于UG的车身造型设计作者：朱春侠金志扬邓成攀来源：《汽车科技》2011年第01期摘要：本文利用UG强大的曲面建模功能构建汽车车身曲面，并对建模过程进行详细介绍，体现出该建模方法的先进性。
此建模方法为缩短车身设计周期、减少车身设计积累误差、降低开发成本等提供了较好的方法。
关键词：汽车车身；造型设计；UG；建模中图分类号：U463.82 文献标志码：A 文章编号：1005-2550（2011）01-0042-02The Automobile Body Design Based on UGZHU Chun-xia，JIN Zhi-yang，DENG Cheng-pan（Hainan University， Institute of Electrical and Mechanical Engineering， danzhou 571737，China）Abstract：This paper used powerful surface modeling functions of UG to build vehicle body surface，and do a detail introduction of modeling process.The paper provided a new method to shorten the design cycle of the body，decrease the accumulated error of body design，reduce the costs etc.And by controlling the body surface smoothness， detecting potential problems in the design stage to control， the finished product can ensure perfection.Key words：Automobile body；Modeling design；UG；Modeling车身是汽车各大总成中极为重要的一部分，新车型的开发首先是新车身的开发，其开发周期、制造成本约占整车的50%左右。
基于UG软件的曲轴与连杆的优化设计
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cadcam@ IMCHINA@
IM Academic Research
由于 |cos|<1，第三个加速度极值只能在 λ ＞ 1/4 时才
出现。
连杆的运动是组合了活塞往复直线运动和绕活塞销摆动
两种运动，即平面往复运动。活塞绕活塞销摆动的角位移 β，
（2-14）
Pg=10（Pg-P0）·Fh（N）
（2-15）
通过上述分析和了解，曲柄连杆机构中的作用力应从
以下三个方面讨论。
（1）当作用力加在活塞的时候，活塞变速、往复直线
运动产生的往复惯性力；
（2）曲柄部分不平衡回转质量所产生的离心惯性力； （3）连杆摆动所产生的惯性力。 活塞组件包括活塞、活塞环、活塞销和卡环。将活塞、
· 55 ·
IM 学 术 研 究
将通过三维运动仿真再进行数据展示。
增大。所以应在优化设计时，考虑连杆的大小、尺寸和摆角 等因素。
通过公式可以在优化设计中作为参考主体。 从另一个角度，即活塞位移的变化，对时间求导方程。
将公式 2-3 关于时间求导，得到： 代入上式，令曲轴角速度：
（2-6）
图 2 曲柄连杆机构运动简图
图 1 曲柄连杆机构爆炸图 作为常见机构，存在大量资料说明，本文大概带过。 笔者主要从机构的运动状态和数据分析入手，来掌握连杆的 核心原理，为进一步的优化提供数据支撑。 1.2 曲柄连杆机构受力分析 1.2.1 曲柄连杆机构运动学分析 首先进行曲柄连杆机构的二维运动学分析，本在 α=0 ～ 180℃范围内，
β 为正值，α=180 ～ 360℃范围内，β 为负值。
由式（2-3）可知：
β=±arcsin（λ·sinα）
（2-12）
基于有限元方法的翼开式厢体结构分析及改进
基于有限元方法的翼开式厢体结构分析及改进作者：徐道雷杜子学张庆夫来源：《专用汽车》 2011年第10期徐道雷杜子学张庆夫重庆交通大学重庆 400074摘要：为了改进翼开式9.8 m厢体结构所存在的较大变形、弯曲及褶皱等缺陷，通过CATIA软件建立了实体模型，并用HyperWorks软件建立了厢体有限元模型，对厢体进行了结构强度计算，验证了现结构存在强度问题，并提出了结构改进方案。
关键词：翼开式厢体有限元结构分析中图分类号：U469.6.03文献标识码：A文章编号：1004-0226(2011)10-0078-021前言某型特种车为翼开式厢体，由原6m结构改型为9.8m。
厢体展开由前后端墙的支撑油缸举升，由于中间跨度较大，在实际使用过程中会产生很大的变形量，导致厢体出现变形弯曲、底部中间部位下坠等现象，另外由于重量增加，对与油缸连接的横梁造成很大的压力，会产生如变形、褶皱等现象，从而减少厢体的使用寿命。
现通过三维实体建模、有限元结构强度分析来仿真翼开式厢体存在问题的部位以及损伤情况，以优化厢体结构，解决上述问题，延长厢体使用寿命。
2结构强度分析模型2.1三维模型的建立根据车厢建议方案的结构和尺寸，利用CATIA V5R18建立三维模型。
厢体全长9 800 mm（以下称为翼开式9.8 m厢体），宽2 510 mm．高1955 mm，主要由两侧端墙、水平侧板、竖直侧板及连接横梁等组成，各种梁截面以矩管和槽钢为主。
翼开式9.8m厢体三维模型如图1所示。
2.2结构强度有限元模型的建立先将翼开式9.8 m厢体三维模型转换为iges文件，导入有限元前处理软件Hypermesh中，再采用板壳单元建立有限元分析模型并划分网格，各纵、横梁之间根据实际焊接形式采用刚性连接模拟，铰链处按实际位置做刚性连接模拟，举升油缸推杆采用刚性二力杆模拟。
厢体与车架通过大型螺栓紧固连接，故将端墙纵梁与车架连接处做固定约束处理，限制其6个方向的自由度。
基于UG汽车车身建模
基于UG汽车车身建模作者：翟伟良来源：《硅谷》2014年第22期摘要世界经济强国的经济发展无一不与汽车工业密切相关，在激烈的市场竞争情况下，汽车设计新技术得到了进一步的发展。
在汽车设计领域，计算机辅助设计是必然趋势，因为该方法能够缩短开发时间和降低开发成本。
该文以奥迪R8车身造型为实例，研究了以三维建模、曲面分析、模型渲染为主要步骤的计算机辅助三维设计方法。
在车身的造型设计时，应用了UG特有的NURBS自由曲线曲面造型方法，对奥迪R8勾画出一些主要的轮廓线，在调整处理后，进行扫掠，得到车身造型曲面，分析曲面，最后进行渲染。
本文所应用的方法可以用于其它汽车外观件的设计。
关键词 UG;计算机辅助设计;车身设计;自由曲面;曲面造型中图分类号：U469 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）22-0072-02CAD/CAM技术是随着信息技术的发展而发展起来的，CAD/CAM技术的应用和发展引起了社会生产模式的巨大变革。
目前，CAD/CAM技术已经取代了传统的设计制造技术，广泛应用于机械、电子汽车、船舶、航空、航天、轻工及建筑等领域，其应用水平已经成为衡量一个国家技术发展水平及工业现代化水平的重要标志。
车身CAD技术已经是辐射开发过程中的基础性应用技术，是现代车身开发工程技术人员必须掌握的基本工具。
由于车身CAD技术的广泛应用，使得车身设计的平台化战略和汽车系列化变得比较容易实现[1][2]。
这里主要应用正向工程的方法创建模型，需要的步骤为插入图片、描点、追踪曲线、创建曲面、曲面分析、调整曲面、转变成实体、渲染。
如果应用逆向工程的方法，需要的步骤为收集模型、测量数据、分析及处理数据、提取并编辑主要线段、创建曲面、调整曲面[3]。
1 模型规划用一个曲面完整地描述汽车外形是行不通的。
汽车非常复杂的外形，必须通过一定数量的曲面构成，将汽车表面整体的造型分成大小不等的曲面，根据不同的曲面特征用相应的建模工具生成若干个曲面块，通过曲面之间的连接、混合等工作组合而成。
汽车机械制造的机械结构优化设计
汽车机械制造的机械结构优化设计随着汽车产业的快速发展，汽车的机械结构优化设计变得至关重要。
优化设计可以提高汽车的性能、安全性和可靠性，同时降低生产成本和能源消耗。
本文将探讨汽车机械结构优化设计的重要性，并介绍一些常用的优化设计方法。
一、优化设计的重要性汽车机械结构的优化设计对于汽车的性能至关重要。
通过优化设计，可以改善汽车的操控性、加速性能、燃油经济性和减震效果。
此外，优化设计还可以提高汽车的安全性和稳定性，降低事故风险。
另外，优化设计还可以减少零部件的使用量，降低生产成本。
通过减少汽车的重量，还可以降低能源消耗，减少环境污染。
因此，汽车机械结构的优化设计是现代汽车制造的重要一环。
二、优化设计的方法1. 结构拓扑优化结构拓扑优化是一种通过改变零部件的形状和连接方式来提高汽车机械结构性能的方法。
该方法可以通过计算机模拟和优化算法来寻找最优结构形状。
通过拓扑优化，可以减少结构的重量和材料使用量，提高结构的刚度和强度。
此外，还可以优化零部件的布局，提高整体结构的性能。
2. 材料优化材料优化是一种通过选择合适的材料来改善汽车机械结构性能的方法。
不同材料具有不同的物理和化学特性，对汽车性能有着重要影响。
优化材料可以提高结构的强度、刚度和耐腐蚀性，同时降低重量和成本。
例如，采用高强度轻质材料，如碳纤维复合材料，可以显著降低汽车的重量，提高燃油经济性。
3. 结构参数优化结构参数优化是一种通过改变零部件的尺寸和形状来提高汽车机械结构性能的方法。
通过优化设计，可以优化零部件的几何形状、壁厚和孔径等参数，以达到提高汽车性能的目的。
例如，通过优化车身结构的强度和刚度，可以提高汽车的安全性和稳定性。
4. 润滑优化润滑优化是一种通过改善汽车机械结构的润滑系统来提高性能和可靠性的方法。
合理的润滑设计可以降低摩擦和磨损，提高机械部件的寿命和可靠性。
通过优化润滑系统的参数，如油品的粘度和杂质含量，可以减少摩擦损失和能源消耗，提高发动机的效率。
基于UG的车身内部布置人机设计工具的研究开发
农业装备与车辆工程 ＡＧＲＩＣＵＬＴＵＲＡＬ ＥＱＵＩＰＭＥＮＴ ＆ ＶＥＨＩＣＬＥ ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ
Ｎｏ．４ ２００８ （２Ｔ０ｏ０ｔａ８ｌｌ年ｙ ２４０１月）
基于 ＵＧ 的车身内部布置人机设计工具的研究开发
唐玲 １， 李迪 ２， 于红霞 ３， 毕新雯 １
１．２ 仪表板布置和手伸及能力校核 仪表板的布置主要考虑两方面的内容： 仪表板
盲区和仪表板操作按钮的布置。 １．２．１ 仪表板盲区的求作
仪表盘平面的确定主要从两方面着手： 一是确 定仪表盘平面的目视距离， 另一个是仪表盘平面的 角度。这两个因素确定后仪表盘平面的位置就可确 定出来。仪表盘平面的目视距离即为仪表盘中心与 眼椭球中心之间的距离。仪表盘平面的角度由仪表 盘中心与眼椭球中心连线确定。研究表明， 当视线 与观察物平面垂直时， 有效认读误差最小。故仪表 盘平面与仪表盘中心与眼椭球中心连线的夹角一般 控制在 ９０°±１０°范围内。
由固定参数约束的多区域的交集， 称之为最优 功能域。如根据 Ｈ 点坐标， 分别固定 α１、α２、α６ 所得 区域的交集， 为手握点满足 α１、α２、α６ 的最优舒适功 能域， 如图 ５ 所示。可以利用最优功能域求满足多 个约束条件的座椅和方向盘的位置。
固定 α１
固定 α２
手握点最优功能域
固定 α６
图 ５ 手握点最优功能域
１ 系统的设计原理
系统主要内容包括人体模型的建立、舒适功能 域的确定和仪表板的布置及操纵按钮校核。 １．１ 舒适坐姿人体模型及舒适域
为减轻驾驶员的工作强度， 方向盘、踏板和座椅 以及其它操纵件的位置应该保证驾驶员驾驶舒适、 操纵方便， 为此需要建立驾驶员的舒适坐姿模型。 １．１．１ 舒适坐姿人体模型
(完整版)基于优化设计方法的折叠车库设计-副本
基于优化设计方法的折叠车库设计1.前言陪伴着中国经济的高速发展，私人车的人均拥有量也愈来愈多。
可是房价地价的日趋爬升使得开发商尽可能多的建筑更多的商品房，而区分极少的一部分地给业主用于车库使用。
这使得爱车人士特别头疼，因为有时即使有钱也买不到离居住地近的车位。
而把车露天停放，经受风吹雨淋也会对车造成极大的损害。
这样相同会影响汽车的外在美感和使用寿命。
为了保护爱车，有人想起了，带挪动折叠车库，有人选择了给车罩保护罩。
此刻市道上的挪动折叠车库的性状是：周围用轻型折叠合金方钢支起一个近似于伞状的骨架，顶部罩一面罩。
当车主把车停放在某处时，需要花大批时间，力气去搭设这个骨架，且其体积粗笨，不好收纳，占地面积大。
市道上的汽车保护罩简言之就是给汽车量身定做的雨披。
而这也不可以使得汽车免受冰雹侵袭之苦。
所以，这两种新式车库都没有在市道上全面推行。
所以，市场上急需一种易于折叠，占地面积小，造价低自动化程度高的车库。
我所设计研发的这款车库，，可以销售给房地产开发公司和汽车用户。
为了减少车库使用压力和用地不足。
我们优化了市场上的折叠车库。
既在一面没有窗户的墙面上设置两根高度略高于一般私人车的钢管，这两根钢管之间用一根宽度略大于车宽度的钢管，整体体现 U型骨架。
这三件钢架作为基本骨架，而后依照一个近似于扇子骨架装置的骨架，支撑起顶棚与两个侧面，依靠小型卷扬机可以实现车库的睁开与折叠，当睁开时，车库双侧位于垂直墙壁与地面体现四分之一圆面状，两圆面之间有一自竖直墙壁到水平川面的投影为长方形的曲面，这样的车库形状可以完全把爱车保护在一个全封闭的空间内，使得爱车免受阳光，雨雪风沙，冰雹的侵袭。
我的设计思路是当有车停靠到泊车位地点时，主人走出车门后，利用遥控装置可以起落车罩，达到车库的目的。
当主人开走车后，可以遥控车库收起，减少占地面积，供居民活动用。
达到了一地两用的目的。
2.优化设计方法的介绍机械优化设计是最优化技术在机械设计领域的移植和应用, 其基本思想是依据机械设计的理论 , 方法和标准规范等建立一反响工程设计问题和吻合数学规划要求的数学模型 , 而后采纳数学规划方法和计算机计算技术自动找出设计问题的最优方案。
基于UG二次开发的折叠式舱口盖参数化设计
基于UG二次开发的折叠式舱口盖参数化设计徐健;王明强【摘要】文章以折叠式舱口盖为研究对象,结合UGOpen GRIP高效、便捷、交互性能强的编程特点和UGOpen API操作简单、控制用户界面方便的优势,依托UGOpen UIStyler制作灵活、多样的人性化界面和UGOpenMenuScript生成用户菜单,在对折叠式舱口盖结构分析的基础上,引入UG二次开发技术对折叠式舱口盖进行参数化建模系统设计,达到改变折叠式舱口盖部件参数值输入就能迅速建立新模型的目的.经过对参数化建模系统程序调试,系统能够正确、简便、迅速完成折叠式舱口盖部件参数化建模功能.该系统减少了折叠式舱口盖设计周期,提高了设计效率,为折叠式舱口盖参数化建模设计提供参考依据.【期刊名称】《造船技术》【年(卷),期】2014(000)005【总页数】5页(P18-21,35)【关键词】参数化建模设计;折叠式舱口盖;UG二次开发;UGOpen GRIP【作者】徐健;王明强【作者单位】江苏科技大学机械工程学院,江苏镇江212003;江苏科技大学机械工程学院,江苏镇江212003【正文语种】中文【中图分类】U672参数化设计通常是指在零件和部件形状的基础上，用一组尺寸参数和约束定义该几何图形的形状，尺寸参数和约束与所建立的几何形状是一一对应的关系。
当尺寸或者约束发生改变时，所对应的几何形状也会随之变化，其可达到驱动几何形状的目的。
参数化设计可以显著提高模型的生成和修改速度，在产品的系列设计、相似设计及专用CAD系统开发方面都具有较大应用价值。
由于参数化设计技术拥有简便操作、产品建模快、准确性高的特点，因此依托该技术可以减少产品设计周期、提高产品设计效率，从而提高设计竞争性。
目前围绕参数化设计，诸多学者、高校、企业针对UG、PRO\E、CATA等三维设计软件都进行参数化建模设计研究。
针对三维设计软件UG二次开发，华中科技大学吴家洲[1]、华南理工大学周敏[2]等学者围绕UG二次开发技术过程进行基础性设计研究，华中科技大学严婷[3]围绕UG三维参数化标准件库作出研究和开发，于红英[4]、平朗[5～7]等学者运用UG对汽轮机用卡板、塞板、齿轮设计完成参数化系统开发。
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机械 2006年第1期 总第33卷 计算机应用技术 ·33·——————————————— 收稿日期：2005－10－25作者简介：田建设，男，硕士研究生，车辆工程专业，主要研究方向特种车辆与物流系统研究。
基于UG 的折叠翼式汽车车厢优化设计田建设，鲁统利，郝洪涛，张建武（上海交通大学 机械与动力工程学院，上海 200030）摘要：折叠翼式厢式货车作为一种能适应现代物流发展需要的新型运输车型，将会有广阔的市场前景。
本文立足于UG 设计平台，建立折叠翼式车厢参数化三维模型，并对模型进行运动仿真分析和关键部件的结构有限元分析，实施结构优化，建立出数字化虚拟样机，为制作折叠翼式车厢物理样机提供设计参数和依据。
关键词：折叠翼式车厢；UG；运动仿真；有限元分析；结构优化中图分类号：TH122 文献标识码：A 文章编号：1006－0316(2006)01－0033－03Optimal design of wingfoldable sidedoors carriage based on UGTIAN Jian-she，LU Tong-li，HAO Hong-tao，ZHANG Jian-wu（School of Mechanical Engineering，SJTU，Shanghai，China）Abstract: Wingfoldable sidedoors boxed vans, as a new kind of station transport wagon which fits to the development of the modern materials circulation, will have broad market prospect. In this paper, a parameterized 3D model for boxed vans with new wingfoldable sidedoors is built in UG environment. And the motion simulation for the model and structural FEA for key parts is carried out. For the purpose of manufacturing a physical prototype, real optimal design parameters of the wingfoldable sidedoors carriage are obtained by the system optimization。
Key words ：wingfoldable sidedoors carriage ；UG；motion simulation ；finite element analysis；structural optimization折叠翼式汽车车厢是一种能将两侧翼板提升折叠至车厢顶盖上的新式车厢，非常适合在低矮或狭窄的地方装卸货物，叉车能从两侧装卸集装箱及托盘，提高装卸载货物的效率。
因此，折叠翼式厢式车作为一种符合现代人理念和现代物流发展需求的新型运输车型，将会得到快速发展。
目前，这种厢式车在国内正处于设计开发阶段，如何利用现代设计理念及设计工具快速高效地设计出样机进行批量生产，对于减少产品设计成本，缩短产品开发周期，具有重要的现实意义。
本文运用UG 三维实体造型软件建立参数化模型，并运用其提供的CAE 模块对车厢的结构进行优化分析，为制作物理样机提供设计参数和依据。
1 折叠翼式车厢的基本结构介绍折叠翼式车厢主要由厢体基体1、摆动摇臂2、滑块3、带滑槽的翼板4、连接杆（空气弹簧）5及摆动油缸、液压站等组成，如图1所示。
上翼板与厢体基体、上翼板与下翼板之间采用铰链联接，摆动摇臂一端与摆动油缸通过花键联接，一端与滑块轴联接，滑块可在上翼板滑槽间滑动。
摆动摇臂在摆动油缸的作用下，旋转约270度，通过滑块将带有滑槽的翼板提升翻转折叠至厢体顶面。
连接杆采用空气弹簧，其作用一方面是约束翼板在开启关闭过程中的自由摆动，另一方面是在翼板关闭时起锁紧作用。
这里主要进行机械结构设计，液压动力系统另行匹配。
图1 折叠翼式车厢基本结构摆动摇臂2滑块3翼板4厢体基体1连接杆5·34·计算机应用技术机械2006年第1期总第33卷2 建模及仿真本文采用UG软件对折叠翼式车厢进行三维实体造型建模、运动仿真和有限元强度分析。
2.1模型的建立[1]运用UG强大的参数化建模工具，建立折叠翼式车厢的三维实体模型如图2所示。
图2 折叠翼式车厢实体模型2.2运动仿真分析[2][4]由于该车厢模型是左右对称的，故在分析时采用模型的一半进行分析即可。
2.2.1运动仿真设置进入运动分析模块，创建6个连杆：车厢基体、摆动摇臂、滑块、上侧翼板、下侧翼板、连接杆。
依据机构的运动联结关系定义7个旋转副及1个滑动副：即除滑块对于上侧翼板滑槽的滑动副，车厢基体为固定旋转副（机架）外，其它连杆之间依照联结关系定义为旋转副，且定义摆动摇臂与摆动油缸联结端为恒定驱动的原动运动副。
为检查构件间最小距离、有无干涉及跟踪运动构件的运动规律，用封装的操作来实现。
为此分别定义如下标记：滑块A001、滑槽A002（与滑块A001位于同一坐标点）、支撑杆A003 。
2.2.2运动仿真及规律求解选择运动仿真（Animation）图标即启动运动仿真分析过程。
分析完成后，运动仿真对话框自动弹出，可以选择全程或单步的方式来进行运动仿真，即以动画来表现机构的运动过程。
仿真的结果也可以以图表（Graphing）的形式绘出，如图3所示，它反映了滑块从动件位移、速度、加速度的信息。
动画比较直观，而图表则量化了运动过程。
从动画和图表可判断机构的运动结果与设计是一致的，从而保证了折叠翼式车厢机构设计的准确性。
图3 滑块的运动位移、速度、加速度启动封装选项，可以观察标记的跟踪轨迹及构件间有无干涉实体的产生。
如图4所示，标记A002、A003的轨迹差异说明了滑块与滑槽之间存在相对运动。
图5所示的放大部分的不规则六面体即为上翼板与连接杆产生的干涉实体。
图4 标记的运动轨迹 图5 产生的干涉实体 2.2.3去除干涉，优化结构回到建模界面，根据干涉检查分析出干涉情况对整个机构进行优化，去除干涉。
2.3 强度校核及结构优化[3][5]本机构在运动中，摆动摇臂承受着来自侧翼板的压力及扭矩，是本机构中最为关注的部件，需要对其强度进行分析、评估和校核。
摆动摇臂一端与摆动油缸花键联接，一端与滑块轴联接。
根据机械零件设计手册，设计花键副为：8×4667Hf×541011Ha×977Hf（GB/T 1144－1987） 本机构在运动中，摆动摇臂所承受的载荷是一种交变载荷，但考虑到该机构运动速度不高，可以简化为计算最大载荷位置时的静力强度。
（1）指定材料属性及添加载荷材料选取为：40Cr，弹性模量为206 GPa，泊松比为0.3，屈服极限为 785 MPa，抗拉强度为980 MPa。
300.000250.000200.000150.000100.00050.0000.0000 20 40 60 80 100 120Mechaniams StepUntitledJ004 AMAG,Displacement(abs)J004 AMAG,Velocity(abs)J004 AMAG,Acceleration(abs) A003A002A001运动轨迹机械 2006年第1期 总第33卷 计算机应用技术 ·35·侧翼板的基本尺寸为长×宽×高=7.8×2.5×0.03（单位：m），采用轻型蜂窝板的复合材料，密度为350 kg/m 3 。
通过前面的运动分析及手工计算，在摆动摇臂小圆柱轴面施加轴承载荷，大小为2900 N，给摆动摇臂8个花键工作面进行全约束。
（2）单元选取及网格划分设置有限元网格的单元类型为Tetra10(十节点四面体单元)，单元尺寸大小为8，单元总数为19635，节点数为30539。
（3）分析求解当系统分析求解结束后，查看分析结果。
构件的变形位计算结果如图6所示，应力分布如图7所示。
由分析结果知：构件最大变形位移为2.393 mm，最大应力为203.6 MPa，花键工作面最大应力为149.9 MPa。
图6 位移云图图7 应力云图（4）强度校核根据理论上的花键静连接的强度条件 2[]p p mTNhld σσϕ=≤，计算得p σ=143.2 MPa，与软件分析结果相近，均小于许可应力[]p σ=200 MPa。
而经分析得到的摇臂最大应力也远小于屈服强度s σ=785 MPa。
可见参数的设计是合理可靠的。
（5）结构优化以摇臂重量最小化为目标，定义约束为许可应力，将摇臂的厚度定义为设计变量，其最大值为35 mm，最小为28 mm。
图8、图9为经过10次迭代后的结果。
由图8、图9可以看出，经3次连续迭代得到一个最优点，在摇臂厚度为28.3 mm 时，摇臂的重量为113 N，比初始设计减轻了16 N，在满足强度的要求下节省了材料。
图8 迭代重量变化曲线图9 迭代厚度变化曲线3 结论折叠翼式车厢从建模到装配到运动仿真，再到有限元分析进行强度校核及优化，都在同一个软件中进行,减少了物理样机的制造、试验等过程，提高了工作效率，降低了成本，缩短了产品的设计周期。
参考文献：[1]张治. Unigraphics/NX 参数化设计实例教程[M]. 北京：清华大学出版社，2003.[2][ [美]Unigraphics Solutions Ins. 运动分析培训教程[M]. 北京：清华大学出版社，2002.[3]马秋成. UG CAE 篇[M]. 北京：机械工业出版社，2002. [4曾谢华，等. 基于 UG 的机械系统仿真分析. 机械，2005,（增刊）：61-63.[5]羊玢，等. 基于参数化的车辆驱动桥壳动态优化设计[J]. 汽车技术，2005，(5)：23－25.160000140000120000800006000040000200001 2 3 4 5 6 7 8 9 10Design CycleM i n i m u m U n i t ：m m Minimum vs. Design Cycleseriesl1 2 3 4 5 6 7 8 9 10Design CycleYaobi p20=32 vs. Design Cycle4035302520151050Y a o b i p 20=32 V a l u e U n i t ：m nseriesl。