【摘要】：近年來,能源危機與環(huán)境問題愈發(fā)凸顯,汽車輕量化進程日益緊張,各大車企的設計者們紛紛在車身結構中加入仿生元素以求在降低汽車重量的同時,提高車身的強度剛度,保證使用安全性能。全新的奧迪A8車身結構中,首次在關鍵結構件的內表面加入了帶有仿飛鳥骨骼內部結構的肋條式結構來提高車身的防撞性能。由于此種結構較為復雜,采用鑄造成形會造成零件質量增大、機械性能下降等問題,若采用塑性成形則會在很大程度上避免這些問題,但目前關于這方面的研究極少,因此論文以仿生結構U形單元為研究對象,提出了沖鍛復合成形方法對其進行成形,并結合力學分析以及有限元數(shù)值模擬方法對成形過程進行分析及影響因素進行探討,依據(jù)分析結果構建基于智能優(yōu)化算法的工藝優(yōu)化方法對工藝進行優(yōu)化。主要研究工作如下:(1)仿生結構U形單元成形工藝方案設計。根據(jù)仿生結構U形單元的主要結構特點以及成形難點,設計合理的沖鍛復合成形工藝方案,并對成形過程中可能出現(xiàn)的肋條凸起頂部填充不滿、底部凹陷以及側壁圓角減薄等成形缺陷的產(chǎn)生原因進行初步分析。(2)對成形過程中的板料進行受力分析,從力學角度探究肋條凸起底部缺陷出現(xiàn)的根本原因。根據(jù)板料在成形過程中的變形特點,將成形過程中某一時刻的板料分為幾大區(qū)域,對每個區(qū)域進行受力分析,建立完整的力學分析模型,并針對凹陷的產(chǎn)生進行力學探討,確定影響成形質量的主要因素。(3)基于力學分析結果,采用有限元軟件Deform-2D對成形過程進行模擬,對每個影響零件成形質量的參數(shù)的變化規(guī)律以及成形缺陷的產(chǎn)生進行深入探討分析,大致確定參數(shù)取值范圍。(4)依據(jù)力學分析模型以及數(shù)值模擬結果,提取優(yōu)化設計變量及其取值范圍與優(yōu)化目標,構建基于GA-RVM模型的優(yōu)化設計方法,利用遺傳算法對影響RVM模型預測精度的尺度參數(shù)進行尋優(yōu),隨后再次通過最優(yōu)尺度參數(shù)建立的高精度模型結合遺傳算法對工藝參數(shù)進行尋優(yōu),最后采用數(shù)值模擬對尋優(yōu)結果進行驗證。論文所研究的仿生肋條結構類零件沖鍛復合成形機理以及參數(shù)影響規(guī)律,與所提出的結合智能算法的工藝優(yōu)化設計方法具有高度普適性以及有效性,可為此類零件的實際生產(chǎn)提供理論指導與參考。
【圖文】：

(a) (b)圖 1. 2 （a）東風天籟，（b）大眾甲殼蟲Fig.1. 2 (a) NISSAN Teana, (b) Volkswagen Beetl指利用自然界中各種動植物的功能原理將現(xiàn)設計上最典型的功能仿生莫過于如圖 1. 3 所示開啟變?yōu)榭v向開啟，外觀個性動感，給人以門的是奔馳的經(jīng)典跑車 300SL，之所以如此設在左右兩側設置了兩個平行梁，從而設計了翼式車門成為了一種古典與浪漫的標志。

圖 1. 5 奧迪全新 D5 車型結構示意圖Fig.1. 5Audi D5 body structure schematic diagram生產(chǎn)工藝不斷進步的今天，新車型勢必會在好的操控特性及燃油經(jīng)濟性。然而，新型的 D 的 ASF 車身結構的發(fā)展歷程可知，奧迪絕非更加專注于提高汽車的剛性和安全性，在滿這也是 D5 車身架構大量使用熱成形高強度鋼代汽車能夠面對未來更加嚴格的碰撞安全標安全已成為現(xiàn)今的一個基本共識，依靠車身責吸收能量的關鍵結構件使汽車安全性得以架構中，為了增加車身的防撞性能，，首次采用縱梁，如圖 1. 6 所示。整個零件內部的肋條骼內部結構。鳥類的骨骼中空質輕，是優(yōu)良送上藍天。這些肋條就如同翅膀中的骨骼內
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：U466

【參考文獻】

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本文編號：2603954