發(fā)布時(shí)間：2017-10-12 01:25

  本文關(guān)鍵詞：考慮不確定性的控制臂拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)及其疲勞壽命預(yù)測(cè)

  更多相關(guān)文章： 控制臂 不確定性 有限元 拓?fù)鋬?yōu)化 疲勞壽命

【摘要】：目前,汽車(chē)在人類(lèi)生活中的使用愈加廣泛,由此帶來(lái)的石油能源消耗及環(huán)境污染問(wèn)題已引起了全世界的關(guān)注。而汽車(chē)輕量化設(shè)計(jì)將成為有效減少汽車(chē)燃油消耗及尾氣排放的重要途徑,因此汽車(chē)輕量化已成為全球研究熱點(diǎn),而對(duì)汽車(chē)零部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)汽車(chē)輕量化設(shè)計(jì)的主要途徑。但目前的研究基本上均未考慮不確定載荷對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果的影響,且少有學(xué)者對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果進(jìn)行疲勞壽命校驗(yàn)。針對(duì)這種狀況,本文以汽車(chē)控制臂為研究對(duì)象,采用具有針對(duì)性的方法——結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì),并且在設(shè)計(jì)時(shí)分別考慮隨機(jī)路面和極限工況對(duì)設(shè)計(jì)結(jié)果的影響。對(duì)于兩種情況下結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)結(jié)果,本文分別重新建模,且基于名義應(yīng)力法分別校驗(yàn)其結(jié)構(gòu)疲勞壽命。結(jié)果顯示:考慮隨機(jī)路面的設(shè)計(jì)結(jié)果在強(qiáng)度、剛度、輕量化及疲勞壽命方面的綜合表現(xiàn)較好。本文具體工作主要包括:(1)簡(jiǎn)要介紹懸架工作原理及控制臂作用,且基于實(shí)際情況調(diào)整ADAMS/Car中懸架拓?fù)淠Ｐ?選取極限工況,計(jì)算選定工況下的輪胎接地力,且根據(jù)輪胎接地力利用ADAMS/Car懸架靜態(tài)仿真得到控制臂載荷;對(duì)隨機(jī)路面進(jìn)行描述,建立與其對(duì)應(yīng)的ADAMS/Car路面模型,利用懸架動(dòng)態(tài)仿真得到控制臂載荷曲線。(2)對(duì)本文所用變密度法進(jìn)行簡(jiǎn)要闡述;根據(jù)實(shí)際模型建立控制臂邊界模型,并對(duì)該邊界模型進(jìn)行有限元建模以用于拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì);根據(jù)計(jì)算所得兩種情況下的控制臂載荷,以柔度最小為約束和體積最小為目標(biāo),分別對(duì)有限元模型進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化計(jì)算;對(duì)優(yōu)化結(jié)果重新建模,且驗(yàn)證設(shè)計(jì)結(jié)果是否滿(mǎn)足強(qiáng)度、剛度及輕量化要求。(3)簡(jiǎn)要分析了疲勞壽命估計(jì)方法,根據(jù)材料S-N曲線建立控制臂的S-N曲線;選取六種工況對(duì)控制臂進(jìn)行疲勞壽命計(jì)算,且利用有限元方法分別計(jì)算兩種優(yōu)化結(jié)果和原模型的應(yīng)力;根據(jù)計(jì)算所得應(yīng)力及建立的S-N曲線檢驗(yàn)設(shè)計(jì)結(jié)果是否滿(mǎn)足疲勞壽命要求。
【關(guān)鍵詞】：控制臂 不確定性 有限元 拓?fù)鋬?yōu)化 疲勞壽命
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：U463.33
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 研究背景與意義10-11
• 1.2 汽車(chē)零部件設(shè)計(jì)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)11-15
• 1.2.1 汽車(chē)控制臂設(shè)計(jì)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)11-12
• 1.2.2 汽車(chē)零部件拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)12-14
• 1.2.3 汽車(chē)零部件疲勞壽命預(yù)測(cè)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)14-15
• 1.3 本文工作及論文結(jié)構(gòu)15-17
• 第二章 懸架控制臂載荷獲取17-36
• 2.1 懸架工作原理分析17-19
• 2.1.1 懸架工作原理17-18
• 2.1.2 控制臂概述18-19
• 2.2 極限工況下輪胎接地力計(jì)算19-24
• 2.2.1 典型極限工況選取19-20
• 2.2.2 計(jì)算公式符號(hào)說(shuō)明20-21
• 2.2.3 輪胎接地力計(jì)算21-24
• 2.3 隨機(jī)路面分析24-27
• 2.3.1 不確定性概述24
• 2.3.2 隨機(jī)路面描述24-27
• 2.4 控制臂載荷獲取27-35
• 2.4.1 控制臂載荷獲取方式27
• 2.4.2 多體動(dòng)力學(xué)仿真軟件ADAMS-Car簡(jiǎn)介27-29
• 2.4.3 懸架模型建立29-32
• 2.4.4 控制臂外球銷(xiāo)點(diǎn)載荷計(jì)算32-35
• 2.5 本章小結(jié)35-36
• 第三章 控制臂結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)36-58
• 3.1 HyperWorks簡(jiǎn)介36-37
• 3.2 建立有限元模型37-46
• 3.2.1 建立邊界模型37-38
• 3.2.2 幾何模型處理38-40
• 3.2.3 劃分網(wǎng)格40-44
• 3.2.4 劃分區(qū)域和定義屬性44-46
• 3.2.5 定義載荷和子工況46
• 3.3 控制臂結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化分析方法46-50
• 3.3.1 拓?fù)鋬?yōu)化概述46-47
• 3.3.2 拓?fù)鋬?yōu)化方法47-49
• 3.3.3 SIMP插值理論49-50
• 3.4 控制臂結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)50-57
• 3.4.1 OptiStruct優(yōu)化設(shè)計(jì)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)50-51
• 3.4.2 OptiStruct拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)置51-52
• 3.4.3 拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果52-55
• 3.4.4 優(yōu)化結(jié)果重建模及性能對(duì)比55-57
• 3.5 本章小結(jié)57-58
• 第四章 控制臂疲勞壽命預(yù)測(cè)58-74
• 4.1 疲勞分析理論58-62
• 4.1.1 疲勞定義及分類(lèi)58-59
• 4.1.2 疲勞壽命預(yù)測(cè)方法59-60
• 4.1.3 疲勞累積損傷理論60-62
• 4.2 載荷譜獲取62-65
• 4.2.1 汽車(chē)常用工況選取62-63
• 4.2.2 控制臂應(yīng)力計(jì)算63-65
• 4.3 控制臂疲勞壽命預(yù)測(cè)65-73
• 4.3.1 計(jì)算S-N曲線65-69
• 4.3.2 控制臂疲勞壽命估計(jì)69-73
• 4.4 本章小結(jié)73-74
• 第五章 總結(jié)及展望74-76
• 5.1 本文主要工作及結(jié)論74
• 5.2 下一步工作展望74-76
• 致謝76-77
• 參考文獻(xiàn)77-82
• 攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果82-83

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 蔣大偉;芮執(zhí)元;;控制臂多目標(biāo)拓?fù)鋬?yōu)化研究[J];機(jī)械強(qiáng)度;2014年03期

2 劉豐睿;趙麗濱;韓邦成;房建成;;磁懸浮控制力矩陀螺框架結(jié)構(gòu)的拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)[J];北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào);2010年04期

3 隋允康;楊德慶;;A NEW METHOD FOR STRUCTURAL TOPOLOGICAL OPTIMIZATION BASED ON THE CONCEPT OF INDEPENDENT CONTINUOUS VARIABLES AND SMOOTH MODEL[J];Acta Mechanica Sinica;1998年02期

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本文編號(hào)：1015884