近年來,隨著我國公路網(wǎng)建設的逐步完善,通車里程逐年增長,城市之間,城鄉(xiāng)之間的交流日益頻繁,客車作為人們出行的重要工具,其安全性和環(huán)保性也日益受到人們的重視,研究表明,對客車進行輕量化設計能有效降低客車的能源消耗,減少尾氣的排放量,但輕量化設計也會對客車的基本性能產(chǎn)生重要的影響。如何在保證客車基本性能的前提下,應用結構優(yōu)化的方法,對客車車身骨架進行輕量化設計,是本文研究的主要內容。本文主要從以下幾個方面開展工作。論文首先建立了車身骨架的數(shù)值模型,并利用數(shù)值分析的方法對客車骨架的模態(tài)、剛度、強度等基本性能進行分析,發(fā)現(xiàn)客車在典型工況下應力集中現(xiàn)象明顯,各個總成的骨架均有一定的輕量化設計空間。針對這一情況,本文采用一種對典型工況進行線性加權的拓撲優(yōu)化方法,選取其中的一塊應力集中區(qū)域,即底架中部的乘客站立區(qū)的骨架結構,對其進行輕量化設計改進,改進后使該局部區(qū)域的方鋼質量由81.7kg減少至54.5kg,質量減幅達33.4%,并改進了身骨架的力學性能。為了進一步實現(xiàn)輕量化設計,本文進一步應用多目標尺寸優(yōu)化的方法對車身骨架進行改進研究。在尺寸優(yōu)化的前期,采取了模塊化分組的思想,并基于靈敏度分析計算... 

【文章來源】：華僑大學福建省

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

奧迪A8(D5)車身材料的分布

的王皎應用 ANSYS 的數(shù)值優(yōu)化模塊對某重型車的車架法進行改進，一定程度上改善了車架的扭轉剛度[19]。高云行拓撲優(yōu)化，優(yōu)化后使轎車質量減輕 49kg，取得了一定良進采用全板殼的有限元模型，對貨車車架進行拓撲優(yōu)化果[21]。 2009 年，蘇瑞意等[22-24]研究了基于遺傳算法的離碼規(guī)則、個體識別技術和尋優(yōu)策略[11]。

僅減輕了車門的質量，還有效的提高了車身的剛度和固有頻率； 2010 年，桂良進、蘇瑞意等[32-35]應用尺寸優(yōu)化分別對越野車和大客車進行優(yōu)化改進，優(yōu)化后的汽車減重效果明顯。2015 年，李奇、張勇等[36]基于靈敏度的方法對客車骨架進行分塊，有效減少了尺寸優(yōu)化的設計維度，之后用多目標尺寸優(yōu)化的方法對客車骨架進行優(yōu)化設計，在保證客車安全性能的情況下，成功的使骨架質量減輕460kg，這種模塊化分組的思想為復雜結構的尺寸優(yōu)化設計提供了一種新思路。1.5 論文主要研究內容和課題來源客車輕量化對節(jié)能，減排，節(jié)約制造成本具有重要意義，由于客車車身骨架結構復雜，大規(guī)模使用輕量化材料或者先進成型工藝無疑會大幅度提高客車的制造成本，增加企業(yè)負擔。相對來說，應用結構優(yōu)化的方法改進方鋼的布置位置或者選取合適的截面厚度在節(jié)約成本方面，往往更具有可行性。本文主要應用拓撲優(yōu)化和尺寸優(yōu)化的方法，對客車骨架輕量化的優(yōu)化改進進行相關探索，在不影響客車主要性能的情況下，對車身骨架進行輕量化設計，本文主要采用的技術路線如圖 1.3 所示。

【參考文獻】：
期刊論文
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[3]多學科與多材料匹配的客車車身輕量化優(yōu)化設計[J]. 徐翔,張勇,林繼銘,曾意,葛平政.  華僑大學學報(自然科學版). 2017(03)
[4]基于剛度的某客車骨架靈敏度分析與結構優(yōu)化[J]. 詹斌,李芹,陶礫瑩.  客車技術與研究. 2015(05)
[5]靈敏度分析的客車車身模塊重構與結構輕量化優(yōu)化設計[J]. 李奇,張勇,張成,周莎.  華僑大學學報(自然科學版). 2015(04)
[6]基于梯度強度立柱的客車側翻安全性多目標優(yōu)化設計[J]. 周莎,張勇,張成,李奇.  華僑大學學報(自然科學版). 2015(03)
[7]汽車輕量化技術的研究與進展[J]. 范子杰,桂良進,蘇瑞意.  汽車安全與節(jié)能學報. 2014(01)
[8]基于SIMP理論的電動汽車車身多目標拓撲優(yōu)化[J]. 謝倫杰,張維剛,常偉波,崔杰.  汽車工程. 2013(07)
[9]基于電子樣機技術的客車設計與開發(fā)[J]. 劉兆劍,熊欣.  客車技術與研究. 2011(05)
[10]大客車車身骨架結構強度分析[J]. 吳長風.  客車技術與研究. 2010(05)

碩士論文
[1]基于模塊化和多胞結構的客車車身輕量化多目標優(yōu)化設計[D]. 李奇.華僑大學 2016
[2]基于局部拓撲優(yōu)化的客車車身輕量化研究[D]. 徐梓雯.吉林大學 2013
[3]大型客車車身骨架結構分析與輕量化研究[D]. 左向南.哈爾濱工業(yè)大學 2011
[4]模塊化設計理論及在客車車身設計中的應用研究[D]. 戴聲良.合肥工業(yè)大學 2007
[5]重型貨車車架結構的拓撲優(yōu)化設計[D]. 巢媛.重慶大學 2007
[6]重型特種車車架強度分析及其輕量化問題研究[D]. 王皎.武漢理工大學 2005



本文編號：3227647