本文關(guān)鍵詞：鋁合金框架式貨車駕駛室結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法研究

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【摘要】：隨著中國汽車工業(yè)的迅猛崛起,汽車保有量持續(xù)快速增長,由汽車排放帶來的環(huán)境問題日益嚴(yán)重。汽車輕量化是排放目標(biāo)控制的首要選擇,特別是車身輕量化,是間接改善汽車性能的有效手段。結(jié)構(gòu)優(yōu)化是輕量化設(shè)計的基礎(chǔ),材料選擇是輕量化設(shè)計的關(guān)鍵,在最佳的造型結(jié)構(gòu)上輔以合適的材料,使每部分材料都能發(fā)揮最大的效用,提高材料利用率,降低車重,達到排放標(biāo)準(zhǔn)。本文基于近年來國內(nèi)外學(xué)者在車身駕駛室結(jié)構(gòu)造型和優(yōu)化算法方面的研究成果,以及存在的不足,論述了框架式駕駛室結(jié)構(gòu)優(yōu)化的必要性。首先,對駕駛室原始結(jié)構(gòu)進行結(jié)構(gòu)簡化及幾何清理,使用模塊化建模方法建立了貨車駕駛室白車身有限元模型,依據(jù)靜力學(xué)分析理論,分別選取7種基本分析工況,對駕駛室白車身基本性能進行評價。依據(jù)這些強度、剛度和振動特性參數(shù),為結(jié)構(gòu)優(yōu)化的約束條件提供參考值。其次,基于變密度法連續(xù)體拓?fù)鋬?yōu)化理論,選取車輛行駛過程中的典型工況,利用層次分析方法(AHP)確定各工況的權(quán)值系數(shù),設(shè)置恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計變量和約束函數(shù),加入制造工藝約束,對原駕駛室進行拓?fù)鋬?yōu)化分析。根據(jù)分析結(jié)果,以對標(biāo)樣本駕駛室的基本尺寸為基礎(chǔ),利用三維繪圖軟件CATIA,構(gòu)建框架式貨車駕駛室基本造型結(jié)構(gòu)。再次,在對框架式貨車駕駛室基本造型結(jié)構(gòu)進行性能分析的基礎(chǔ)上,依據(jù)其分析結(jié)果,并參考原駕駛室基本性能參數(shù),選取約束條件,對框架式駕駛室基本結(jié)構(gòu)的梁截面進行尺寸優(yōu)化,得到最終的框架式駕駛室結(jié)構(gòu)。最后,對最終結(jié)構(gòu)的基本性能與原駕駛室進行了對比,并基于GB 26512-2011法規(guī)進行頂蓋強度和后圍強度仿真分析,驗證了新型結(jié)構(gòu)相對于傳統(tǒng)鈑金結(jié)構(gòu)在質(zhì)量和性能方面的的優(yōu)越性。初步探索出了一條建立有限元模型并綜合求解的有效可行的方法,為其他類型的有限元分析計算提供經(jīng)驗參考。鋁合金框架式駕駛室不但在安全性方面占有很大優(yōu)勢,而且振動特性良好。在與原駕駛室基本性能相差不大的基礎(chǔ)上,結(jié)構(gòu)質(zhì)量明顯降低,體現(xiàn)了有限元分析應(yīng)用在車身開發(fā)設(shè)計中的優(yōu)越性。
【學(xué)位授予單位】：山東理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U463.81

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