以形貌優(yōu)化技術(shù)為核心,在改變結(jié)構(gòu)形貌并提高結(jié)構(gòu)剛度和強(qiáng)度的情況下,實現(xiàn)汽車輕量化。目前,借助商業(yè)有限元軟件的形貌優(yōu)化設(shè)計已經(jīng)在汽車薄壁件的改進(jìn)設(shè)計中得到了很多的應(yīng)用,但是現(xiàn)有的形貌優(yōu)化算法均只針對線性分析,仍存在較多的問題。本文提出了三種優(yōu)化方法,以殼單元理論為基礎(chǔ),基于單元參考面偏置算法,通過數(shù)值優(yōu)化與元胞自動機(jī)進(jìn)行耦合,建立單元參考面偏置的混合元胞自動機(jī)結(jié)構(gòu)優(yōu)化系統(tǒng),通過元胞更新及參數(shù)演化,得到最佳形貌優(yōu)化結(jié)構(gòu)。提出適用于瞬態(tài)沖擊問題的鋁合金型材結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法,可用于開發(fā)新型鋁合金車身結(jié)構(gòu)件,在減輕重量的同時滿足安全性設(shè)計要求,提高鋁合金結(jié)構(gòu)件的性能。該耦合方法是數(shù)值優(yōu)化與單元偏置算法的結(jié)合,通過LS-DYNA中OFFSET關(guān)鍵字控制單元偏置距離的實現(xiàn);提出元胞自動機(jī)與單元偏置算法的耦合方法,主要用于形貌優(yōu)化,該方法基于元胞自動機(jī)建立單元偏置數(shù)學(xué)模型,通過編寫MATLAB程序,實現(xiàn)結(jié)構(gòu)的自動演化;以元胞自動機(jī)為基礎(chǔ),將單元偏置及材料的刪減相結(jié)合,同時實現(xiàn)拓?fù)鋬?yōu)化和形貌優(yōu)化,結(jié)果表明采用該方法優(yōu)化后的結(jié)果既實現(xiàn)了輕量化,又增強(qiáng)了結(jié)構(gòu)剛度。通過三種方法優(yōu)化結(jié)果與原始模型對比表明,采用本文... 

【文章來源】：寧夏大學(xué)寧夏回族自治區(qū) 211工程院校

【文章頁數(shù)】：55 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖３－１有限元模型??３．２．２結(jié)果與討論??

３５Ｈｚ），以避免震動及噪聲對行駛舒適性產(chǎn)生影響。此外，結(jié)構(gòu)的模態(tài)也從一定程度上放映??了該結(jié)構(gòu)的剛度，具有重要的參考價值。??最終根據(jù)以上３種工況所建立的有限元模型如圖３－４所示，圖中不同顏色表示的就是定??義不同單元偏置變量的部分。??（ｆ（??ａ．瞬態(tài)沖擊動力學(xué)分析?ｂ．剛度分析?ｃ．模態(tài)分析??圖３－４鋁合金薄壁梁有限元模型??－２３－??

曝遵??Ｌ：：迷?Ｚ??圖３－３鋁合金矩形薄壁梁結(jié)構(gòu)??研宄三種工況條件下結(jié)構(gòu)的響應(yīng)，如表３－２所示。三種工況均為汽車梁結(jié)構(gòu)最典型的分??析類型，需要首先約束試樣一端的所有平動與轉(zhuǎn)動自由度。???表３－２鋁合金薄壁梁結(jié)構(gòu)加載工況???工況?ｍ．??分析類型?問題分類??１?１２３４５６自由度?剛性墻軸向壓縮?瞬態(tài)沖擊力學(xué)?非線性??２?１２３４５６自由度?ＦＸ＝１０Ｎ?靜力學(xué)?線性???３?１２３４５６自由度?％?約束模態(tài)?線性??工況１研究該薄壁梁結(jié)構(gòu)在軸向壓縮變形過程中的變形行為，通過分析能夠獲得載荷－??位移曲線以及內(nèi)能的變化，模擬車身縱梁結(jié)構(gòu)在汽車發(fā)生碰撞時的變形系能過程。優(yōu)秀的薄??壁梁結(jié)構(gòu)能夠在相同的變形量下吸收更多的能量，為車內(nèi)乘員提供保護(hù)。??工況２研宄矩形薄壁梁梁的結(jié)構(gòu)剛度，模擬汽車在承受低速非正向碰撞時，縱梁所受到??的彎曲作用，設(shè)計良好的縱梁應(yīng)該能夠承受較高的彎曲載荷而不發(fā)生失穩(wěn)以及塑性變形，為??了降低低速碰撞時車身的維護(hù)成本。??工況３研究矩形薄壁梁的ＮＶＨ性能

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