Altair产品让客车车架减重17%且不降低客车性能和安全性

解决方案

倾覆时的安全性分析                                 客车架扭转刚度频率

在定义一个大致的车辆结构外形之后，Altair ProductDesign团队构建了车架的有限元模型用于后续的优化。

经过初步研究发现最有效的减重方法是调整钢架的厚度，安全去除一些不必要的材料。为了确定车架何处的厚度可以变化，Altair采用了尺寸优化的方法来实现。

该过程的第一步是基于客车预期性能的目标设置。这些目标包括：

扭转刚度评估

Ø  当车轮遭遇凸块或坑洼及在转弯时平稳

抗弯刚度评估

Ø  支撑乘客、座椅和其它配件的负载

自然频率提取

Ø  振动水平可引起舒适性和噪声问题

目标设定好后，Altair ProductDesign车辆研发专家就进行优化设计，对车辆不同的使用工况施加一系列预定力和载荷。另外还确定了很多设计约束，一些车架的非设计空间，即不能改变的部分如门的位置、底盘安装板、地板支撑、座架和箱形架。

Altair团队采用HyperWorks系列产品下的设计优化工具OptiStruct进行尺寸优化设计。

一旦工程师团队确定并审核了优化设计方案，就可以采用惯性释放分析来验证新的设计。对基准设计和优化设计施加标准G载荷来提取作用在轮胎上的力。

带有所有增加的重量和安装物的有限元模型用于设计的验证。惯性释放的工况包括刹车、转弯和加速。

结论

尺寸优化的方法成功地对基准设计进行了重量优化。在保持车辆设计和运营性能的同时，车架总重减小了17%。扭转刚度稍稍减小但仍在客车车架最低要求之上。相比基准设计，频率特性有一定的提高。对于倾覆分析，按照ECE R66标准，基准设计和优化设计在30°时均为“稳定”的。另外考虑到优化模型整个客车的尺寸来说，侵入数值大小成功地维持在较低的水平。通过对车架采用尺寸优化成功地减轻重量，NEPTECH客车制造商有信心新的设计可以降低燃油消耗和二氧化碳排放。

关于Altair公司

Altair公司是世界领先的工程设计技术的开发者之一，也是一家具有全球深厚工程技术底蕴的优秀CAE工程公司。Altair 公司拥有多元化的业务主线，其技术涵盖高端CAE仿真和优化技术、数据管理及流程自动化、高性能计算与网络计算技术，同时具备一流的产品设计、流程定制、二次开发等咨询服务能力。Altair目前为私人所有，总部设在美国底特律，在全球拥有1800多位员工，分支机构遍及美洲、欧洲及亚太地区。凭借其在产品设计、先进CAE工程软件开发和网格计算技术等方面拥有27年的经验，Altair不断为各个行业的客户创造竞争优势。http://www.altair.com.cn