【摘要】：隨著汽車(chē)工業(yè)的快速發(fā)展導(dǎo)致能源問(wèn)題、污染問(wèn)題的日益嚴(yán)重,汽車(chē)輕量化與耐撞性設(shè)計(jì)已經(jīng)成為汽車(chē)工業(yè)在目前以及未來(lái)所面臨的重要問(wèn)題。在汽車(chē)輕量化及耐撞性設(shè)計(jì)中,基于代理模型的優(yōu)化技術(shù)已經(jīng)成為一種重要的解決手段。然而傳統(tǒng)的基于代理模型的優(yōu)化方法在解決如汽車(chē)碰撞這類(lèi)高速、大變形、高成本的高度非線(xiàn)性?xún)?yōu)化問(wèn)題仍面臨計(jì)算量大、優(yōu)化周期長(zhǎng)、優(yōu)化精度差等問(wèn)題。目前,以高效全局優(yōu)化算法(Efficient Global Optimization,簡(jiǎn)稱(chēng)EGO算法)為代表的高效算法的提出為解決此類(lèi)問(wèn)題提供了新方案,然而由于其采用串行計(jì)算的方式進(jìn)行優(yōu)化,計(jì)算效率仍然無(wú)法滿(mǎn)足大部分汽車(chē)優(yōu)化問(wèn)題的要求。隨著計(jì)算資源的日益豐富,并行計(jì)算為進(jìn)一步提升EGO算法的優(yōu)化效率提供了新思路。為了解決以上問(wèn)題,本文基于EGO算法進(jìn)行了并行改進(jìn),提出一種適用于解決汽車(chē)輕量化及耐撞性?xún)?yōu)化設(shè)計(jì)的并行EGO算法。該方法以多起點(diǎn)局部最優(yōu)策略作為并行策略,結(jié)合工程實(shí)際,對(duì)并行取點(diǎn)數(shù)量以及優(yōu)化終止條件進(jìn)行控制。隨后,文章對(duì)并行后的EGO算法與經(jīng)典EGO算法進(jìn)行數(shù)值測(cè)試分析,突出了改進(jìn)后算法的優(yōu)勢(shì)以及實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。最后,采用本文提出的并行EGO算法對(duì)軋制差厚板帽型梁部件進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì),使部件在質(zhì)量不增加的基礎(chǔ)上明顯提高了其耐撞性。另外,由于在汽車(chē)輕量化及耐撞性設(shè)計(jì)中,大多數(shù)優(yōu)化問(wèn)題屬于多目標(biāo)問(wèn)題,而目前對(duì)多目標(biāo)EGO算法的研究,尤其是并行多目標(biāo)EGO算法的研究尚少。因此,本文重點(diǎn)對(duì)Keane所提出的多目標(biāo)EGO算法進(jìn)行了深入研究,采用了“克里金信任”與多起點(diǎn)局部最優(yōu)兩種策略對(duì)算法進(jìn)行并行改進(jìn),并針對(duì)算法所得Pareto解過(guò)少的缺點(diǎn),采用了多目標(biāo)遺傳算法(Nondominated Sorting Genetic Algorithm II,NSGA-II)進(jìn)行外部嵌套。隨后,本文將兩種并行算法進(jìn)行了數(shù)值算例的測(cè)試分析,并與原多目標(biāo)EGO算法以及基于克里金(Kriging)模型的NSGA-II算法進(jìn)行了對(duì)比分析,證明了改進(jìn)后的算法具有更快的收斂速度且可以得到更均勻、多樣的Pareto解集。最后,本文將基于“克里金信任”策略的并行多目標(biāo)EGO算法應(yīng)用于兩個(gè)實(shí)際工程問(wèn)題中,并取得良好的優(yōu)化結(jié)果。尤其是在基于軋制差厚板工藝下的汽車(chē)B柱的優(yōu)化設(shè)計(jì)中,取得了10.1%的減重效果以及12.8%的侵入量降低效果,進(jìn)一步證明了本文所提出的算法的實(shí)際意義以及更加廣泛的應(yīng)用前景。
【圖文】：

第1章 緒論究背景車(chē)工業(yè)一直在全球經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)中占據(jù)十分重要的地方，并且其發(fā)展程了一個(gè)國(guó)家工業(yè)水平。我國(guó)自建國(guó)以來(lái)便一直注重發(fā)展汽車(chē)工業(yè)，，我國(guó)汽車(chē)工業(yè)一直處于持續(xù)穩(wěn)定的發(fā)展形勢(shì)，汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量連續(xù)九一位，人均汽車(chē)保有量快速提升，已達(dá)到 0.15 輛/人[1]，據(jù)公安部統(tǒng)計(jì)017 年底，全國(guó)機(jī)動(dòng)車(chē)保有量已達(dá)到 3.10 億輛，其中汽車(chē) 2.17 億輛，，全年增加 2304 萬(wàn)輛，增長(zhǎng) 11.85%。與此同時(shí)，2017 年，全國(guó)新量達(dá)到 153 萬(wàn)輛，占汽車(chē)總量的 0.7%，較 2016 年增長(zhǎng)了 24.02%[1能源汽車(chē)的保有量占世界的一半。雖然，我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)銷(xiāo)量和保有量我國(guó)的汽車(chē)工業(yè)較歐美、日本等汽車(chē)強(qiáng)國(guó)來(lái)說(shuō)還是有很大的差距，國(guó)到汽車(chē)強(qiáng)國(guó)進(jìn)行轉(zhuǎn)變，我國(guó)還有很長(zhǎng)的路要走。

全鋁車(chē)身結(jié)構(gòu)，同一般的使用鋼材的車(chē)身相比車(chē)身重量油耗和減少排放的目的。寶馬 I3 純電動(dòng)車(chē)的車(chē)身則采，其密度只有普通碳鋼的 1/4~1/5，但其抗拉強(qiáng)度卻是的 3~4 倍，機(jī)械性能優(yōu)于鋼材。這些先進(jìn)材料的應(yīng)用大大減輕了汽車(chē)的質(zhì)量，提高了汽車(chē)的各方面的性能來(lái)越多的新結(jié)構(gòu)如蜂窩夾層結(jié)構(gòu)、泡沫結(jié)構(gòu)、多胞結(jié)輕量化效果而在汽車(chē)領(lǐng)域得到了高度的重視[4-7]。在新elded Blanks, TWB)和軋制差厚板(Tailor Rolled Blank用[8,9]。TWB 是利用激光拼焊技術(shù)，將不同性能不同汽車(chē)各部件不同位置受力情況不同進(jìn)行不同組合的焊達(dá)到輕量化的效果。TWB 已經(jīng)在汽車(chē) B 柱，車(chē)門(mén)內(nèi)1]。TRB 則是利用柔性軋制技術(shù)得到變截面厚度的板料，，使同一部件的不同位置因其所受載荷的不同而具備不利用材料，達(dá)到輕量化的效果[9]。除此之外，液壓成新工藝都因其獨(dú)特的輕量化效果而得到了不同程度的
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TP18;U463.82

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本文編號(hào)：2631784