【摘要】：近年來,能源危機(jī)與環(huán)境問題愈發(fā)凸顯,汽車輕量化進(jìn)程日益緊張,各大車企的設(shè)計(jì)者們紛紛在車身結(jié)構(gòu)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(qiáng)度剛度,保證使用安全性能。全新的奧迪A8車身結(jié)構(gòu)中,首次在關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件的內(nèi)表面加入了帶有仿飛鳥骨骼內(nèi)部結(jié)構(gòu)的肋條式結(jié)構(gòu)來提高車身的防撞性能。由于此種結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜,采用鑄造成形會造成零件質(zhì)量增大、機(jī)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(guān)于這方面的研究極少,因此論文以仿生結(jié)構(gòu)U形單元為研究對象,提出了沖鍛復(fù)合成形方法對其進(jìn)行成形,并結(jié)合力學(xué)分析以及有限元數(shù)值模擬方法對成形過程進(jìn)行分析及影響因素進(jìn)行探討,依據(jù)分析結(jié)果構(gòu)建基于智能優(yōu)化算法的工藝優(yōu)化方法對工藝進(jìn)行優(yōu)化。主要研究工作如下:(1)仿生結(jié)構(gòu)U形單元成形工藝方案設(shè)計(jì)。根據(jù)仿生結(jié)構(gòu)U形單元的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)以及成形難點(diǎn),設(shè)計(jì)合理的沖鍛復(fù)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(cè)壁圓角減薄等成形缺陷的產(chǎn)生原因進(jìn)行初步分析。(2)對成形過程中的板料進(jìn)行受力分析,從力學(xué)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(diǎn),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(jìn)行受力分析,建立完整的力學(xué)分析模型,并針對凹陷的產(chǎn)生進(jìn)行力學(xué)探討,確定影響成形質(zhì)量的主要因素。(3)基于力學(xué)分析結(jié)果,采用有限元軟件Deform-2D對成形過程進(jìn)行模擬,對每個影響零件成形質(zhì)量的參數(shù)的變化規(guī)律以及成形缺陷的產(chǎn)生進(jìn)行深入探討分析,大致確定參數(shù)取值范圍。(4)依據(jù)力學(xué)分析模型以及數(shù)值模擬結(jié)果,提取優(yōu)化設(shè)計(jì)變量及其取值范圍與優(yōu)化目標(biāo),構(gòu)建基于GA-RVM模型的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法,利用遺傳算法對影響RVM模型預(yù)測精度的尺度參數(shù)進(jìn)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(jié)合遺傳算法對工藝參數(shù)進(jìn)行尋優(yōu),最后采用數(shù)值模擬對尋優(yōu)結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。論文所研究的仿生肋條結(jié)構(gòu)類零件沖鍛復(fù)合成形機(jī)理以及參數(shù)影響規(guī)律,與所提出的結(jié)合智能算法的工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)方法具有高度普適性以及有效性,可為此類零件的實(shí)際生產(chǎn)提供理論指導(dǎo)與參考。
【圖文】：

(a) (b)圖 1. 2 （a）東風(fēng)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(shè)計(jì)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(shè)在左右兩側(cè)設(shè)置了兩個平行梁，從而設(shè)計(jì)了翼式車門成為了一種古典與浪漫的標(biāo)志。

圖 1. 5 奧迪全新 D5 車型結(jié)構(gòu)示意圖Fig.1. 5Audi D5 body structure schematic diagram生產(chǎn)工藝不斷進(jìn)步的今天，新車型勢必會在好的操控特性及燃油經(jīng)濟(jì)性。然而，新型的 D 的 ASF 車身結(jié)構(gòu)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(gòu)大量使用熱成形高強(qiáng)度鋼代汽車能夠面對未來更加嚴(yán)格的碰撞安全標(biāo)安全已成為現(xiàn)今的一個基本共識，依靠車身責(zé)吸收能量的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)件使汽車安全性得以架構(gòu)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(nèi)部的肋條骼內(nèi)部結(jié)構(gòu)。鳥類的骨骼中空質(zhì)輕，是優(yōu)良送上藍(lán)天。這些肋條就如同翅膀中的骨骼內(nèi)
【學(xué)位授予單位】：重慶大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U466

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2603954