本文關(guān)鍵詞：轎車車身關(guān)鍵零部件優(yōu)化設計

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【摘要】：隨著社會的不斷發(fā)展,汽車作為主要交通工具漸漸的融入了人們的生活,成為生活必需品,它讓人們的生活變得快捷,擴展了人們的交往范圍,給人以旅行的方便。然而,如今人們對汽車的要求不再停留在簡單的代步工具,汽車要讓車外和車內(nèi)的人都安全,要讓對資源的消耗更少,也要對環(huán)境的影響盡可能小。也就是說,汽車能否在未來社會發(fā)展中占據(jù)一席之地,它在安全、節(jié)能和環(huán)保方面的表現(xiàn)則顯得尤為關(guān)鍵。因此,汽車輕量化的概念由此而被提出,這一概念也是現(xiàn)今汽車企業(yè)和工程師絞盡腦汁,傾注心血的重要研究方向。本文以國內(nèi)外汽車輕量化情況為背景,結(jié)合當今輕量化技術(shù),對國內(nèi)某品牌轎車車身進行了輕量化優(yōu)化設計。以該白車身重量為目標函數(shù),以彎曲剛度、扭轉(zhuǎn)剛度、一階模態(tài)、一階彎曲模態(tài)和一階扭轉(zhuǎn)模態(tài)等性能為約束條件最終實現(xiàn)了白車身減重的目的。首先運用SFE-CONCEPT軟件建立白車身隱式參數(shù)化模型,從而得到參數(shù)化有限元模型;其次將得到的參數(shù)化模型與CATIA幾何模型進行比較,從而證明了參數(shù)化模型的正確性;最后采用全因子、正交、優(yōu)化拉丁等方法進行試驗設計,響應面和神經(jīng)網(wǎng)絡等方法構(gòu)建近似模型,通過對近似模型的優(yōu)化,從而得到滿足靜態(tài)和動態(tài)性能的輕量化車身。依據(jù)輕量化系數(shù)對本文的輕量化結(jié)果進行評價,優(yōu)化前白車身輕量化系數(shù)為L0=5.92,優(yōu)化后白車身輕量化系數(shù)為Lt=4.90,輕量化率17.23%,證明了本文輕量化方法的可行性。
【關(guān)鍵詞】：白車身 輕量化 參數(shù)化模型 近似模型 多目標優(yōu)化設計
【學位授予單位】：沈陽航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U463.82
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 主要符號表10-11
• 第1章 緒論11-16
• 1.1 引言11
• 1.2 汽車輕量化設計國內(nèi)外研究情況11-14
• 1.2.1 基于有限元的輕量化設計方法12
• 1.2.2 結(jié)構(gòu)輕量化優(yōu)化設計方法12-13
• 1.2.3 基于靈敏度分析的車身結(jié)構(gòu)輕量化設計13
• 1.2.4 拓撲、形貌和尺寸優(yōu)化輕量化設計方法13-14
• 1.3 本課題主要研究的內(nèi)容14-16
• 第2章 轎車白車身隱式參數(shù)化建模16-29
• 2.1 白車身參數(shù)化建模概述16
• 2.2 SFE-CONCEPT軟件簡介16-19
• 2.3 隱式參數(shù)化模型的構(gòu)成元素19-20
• 2.3.1 基本元素19-20
• 2.3.2 高級構(gòu)成元素20
• 2.4 構(gòu)建白車身參數(shù)化模型20-25
• 2.4.1 發(fā)動機艙模塊參數(shù)化建模21-22
• 2.4.2 地板模塊參數(shù)化建模22-23
• 2.4.3 側(cè)圍和頂蓋模塊參數(shù)化建模23-25
• 2.4.4 白車身參數(shù)化模型25
• 2.5 SFE-CONCEPT隱式參數(shù)化模型的性能和特點25-27
• 2.5.1 模型變化自由度高25
• 2.5.2 控制參數(shù)少25-26
• 2.5.3 拓撲映射連接關(guān)系26-27
• 2.6 白車身有限元模型27-28
• 2.7 本章小結(jié)28-29
• 第3章 白車身隱式參數(shù)化模型的驗證29-38
• 3.1 白車身剛度仿真分析29-33
• 3.1.1 彎曲剛度計算方法29-31
• 3.1.2 扭轉(zhuǎn)剛度模擬計算31-33
• 3.2 白車身模態(tài)仿真分析33-36
• 3.2.1 白車身模態(tài)概述33-34
• 3.2.2 模態(tài)分析理論34-35
• 3.2.3 白車身模態(tài)分析35-36
• 3.3 SFE-CONCEPT有限元模型正確性驗證36
• 3.4 本章小結(jié)36-38
• 第4章 白車身多目標輕量化優(yōu)化設計方法38-55
• 4.1 白車身多目標優(yōu)化38
• 4.2 DOE試驗設計38-44
• 4.2.1 DOE試驗設計概述38-39
• 4.2.2 常用的DOE試驗設計方法39-41
• 4.2.3 設計變量靈敏度分析41-44
• 4.3 近似模型44-50
• 4.3.1 近似模型方法概述44-45
• 4.3.2 常用的近似模型及其原理45-48
• 4.3.3 近似模型的誤差分析48-49
• 4.3.4 近似數(shù)學模型的創(chuàng)建49-50
• 4.4 多目標優(yōu)化設計50-54
• 4.4.1 多目標算法50-52
• 4.4.2 多目標優(yōu)化設計流程及目標制定52-54
• 4.5 本章小結(jié)54-55
• 第5章 基于車身結(jié)構(gòu)隱式參數(shù)化模型的多目標輕量化設計55-72
• 5.1 白車身尺寸優(yōu)化55-59
• 5.1.1 優(yōu)化變量的確定55
• 5.1.2 DOE試驗設計55-57
• 5.1.3 構(gòu)建近似模型57
• 5.1.4 白車身尺寸優(yōu)化57-59
• 5.2 白車身局部形狀優(yōu)化59-62
• 5.2.1 優(yōu)化變量的確定60
• 5.2.2 DOE試驗設計60-61
• 5.2.3 構(gòu)建近似模型61
• 5.2.4 局部形狀優(yōu)化61-62
• 5.3 白車身零件厚度優(yōu)化62-67
• 5.3.1 優(yōu)化變量的確定63-64
• 5.3.2 DOE試驗設計64
• 5.3.3 構(gòu)建近似模型64-65
• 5.3.4 厚度尺寸優(yōu)化65-67
• 5.4 靈敏度與工程師經(jīng)驗選取設計變量的比較67-69
• 5.5 輕量化前后白車身輕量化系數(shù)對比69-70
• 5.6 本章小結(jié)70-72
• 結(jié)論72-74
• 參考文獻74-76
• 致謝76-77
• 攻讀碩士期間發(fā)表（含錄用）的學術(shù)論文77

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