發(fā)布時間：2020-09-24 10:19

　　 汽車產(chǎn)品的普及,加劇了能源緊張與環(huán)境污染的問題,產(chǎn)品輕量化仍然是緩解這一問題的主要途徑。在車身的制造和使用過程中存在著許多不確定性因素,如制造精度、材料特性以及環(huán)境條件等,如果在輕量化設計的過程中,忽略了這些因素,將無法保障產(chǎn)品的質(zhì)量水平,致使輕量化方案缺乏可靠性,從而喪失實際工程可行性。穩(wěn)健性優(yōu)化設計方法在輕量化技術(shù)上的應用,為產(chǎn)品的質(zhì)量改善與輕量化技術(shù)的推進提供了很好的機會。另外,“疲勞耐久性能”作為產(chǎn)品質(zhì)量的另一重要表征,對汽車產(chǎn)品的品質(zhì)和聲譽有著重要的影響,如何在汽車的設計階段進行疲勞耐久性能的分析與改善是提高產(chǎn)品質(zhì)量的另一重要手段。本文以某緊湊型SUV的車身結(jié)構(gòu)作為研究對象,從“輕量化”與“提高產(chǎn)品質(zhì)量”兩大主題出發(fā),對其展開一系列的性能分析與優(yōu)化工作,主要研究工作見下:(1)建立整車的有限元模型,針對車身結(jié)構(gòu)涉及到的主要性能要求,分別進行仿真分析,其中包括:車身的靜態(tài)性能(扭轉(zhuǎn)剛度、彎曲剛度)、車門的靜態(tài)性能(車門下沉剛度、車門窗框側(cè)向剛度)、關(guān)鍵部位的連接強度(安全帶固定點強度)以及碰撞安全性能(100%正面碰撞、50km/h側(cè)面碰撞)。并與試驗數(shù)據(jù)進行對比,驗證了仿真分析方法與模型的準確性以及結(jié)果的可靠性,為接下來的研究工作奠定基礎(chǔ)。(2)結(jié)合Hypermesh、Adams/Car、MSC.Nastran及nCode軟件,基于疲勞分析理論,對車身結(jié)構(gòu)進行疲勞性能的聯(lián)合仿真。從疲勞分析的三要素進行展開,首先建立汽車底盤的多體動力學模型,并將強化路面上采集得到的輪心六分力載荷數(shù)據(jù),通過多體動力學模型進行分解,得到底盤與車身各連接硬點處的載荷時間歷程;然后利用慣性釋放法進行白車身的靜力學分析,獲取車身的應力場數(shù)據(jù);最后結(jié)合車身材料的S-N曲線,將上述分析數(shù)據(jù)集成到nCode軟件中,最終求解得到車身的疲勞壽命。(3)將穩(wěn)健性優(yōu)化設計的方法應用于車門結(jié)構(gòu)的輕量化研究中。針對該車型的車門結(jié)構(gòu),結(jié)合尺寸、形狀、位置等多種類的設計因素,并考慮設計變量的波動對產(chǎn)品性能的影響,采用試驗設計方法構(gòu)造高精度的響應面模型,結(jié)合多島遺傳算法、蒙特卡羅模擬技術(shù),對車門結(jié)構(gòu)進行6σ穩(wěn)健性與輕量化改進設計。結(jié)果表明,本研究在減輕車門質(zhì)量的同時顯著提高了產(chǎn)品性能及性能的穩(wěn)健性。
【學位單位】：南昌大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：U463.82
【部分圖文】：

實現(xiàn)節(jié)能、減排、降耗的目的。 圖1.1 車身輕量化的主要途徑 圖1.2 成本與重量的關(guān)系圖 面對激烈的市場競爭，為了盡可能快的設計與生產(chǎn)出高質(zhì)量、低成本且滿足顧客需求的汽車產(chǎn)品，目前多數(shù)的主機廠通常采取“逆向開發(fā)”的策略，即基于自身現(xiàn)有平臺或引進國內(nèi)外成熟的產(chǎn)品，結(jié)合自身工藝生產(chǎn)水平與目標定位，對產(chǎn)品進行改款設計，這其中便涉及到“車身結(jié)構(gòu)的性能校核”與“車身

實現(xiàn)節(jié)能、減排、降耗的目的。 圖1.1 車身輕量化的主要途徑 圖1.2 成本與重量的關(guān)系圖 面對激烈的市場競爭，為了盡可能快的設計與生產(chǎn)出高質(zhì)量、低成本且滿足顧客需求的汽車產(chǎn)品，目前多數(shù)的主機廠通常采取“逆向開發(fā)”的策略，即基于自身現(xiàn)有平臺或引進國內(nèi)外成熟的產(chǎn)品，結(jié)合自身工藝生產(chǎn)水平與目標定位，對產(chǎn)品進行改款設計，這其中便涉及到“車身結(jié)構(gòu)的性能校核”與“車身

車身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設計的三個階段

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本文編號：2825608