白車身是整車的重要組成部分,白車身結(jié)構(gòu)性能的優(yōu)良直接影響汽車的舒適性、安全性和耐久性。白車身結(jié)構(gòu)優(yōu)化需在保證其性能的基礎(chǔ)上減輕車身質(zhì)量,提高其輕量化水平。在傳統(tǒng)的白車身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計中,往往忽略設(shè)計變量的不確定性對優(yōu)化結(jié)果的影響,可能會導(dǎo)致優(yōu)化失效。因此,在白車身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計過程中,應(yīng)當(dāng)充分考慮設(shè)計變量的不確定性,本文是采用可靠性優(yōu)化設(shè)計方法對白車身結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。首先,建立了某承載式SUV白車身的有限元模型,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行白車身低階模態(tài)分析,并與試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行對比,后續(xù)進(jìn)行了剛度以及強(qiáng)度仿真分析。其次,選用相對靈敏度分析方法篩選出27個部件的厚度作為設(shè)計變量,采用最優(yōu)拉丁超立方采樣進(jìn)行試驗設(shè)計,選擇合適的近似模型擬合白車身總質(zhì)量、一階彎曲模態(tài)、一階扭轉(zhuǎn)模態(tài)、彎曲剛度和扭轉(zhuǎn)剛度5個輸出響應(yīng)與設(shè)計變量之間的關(guān)系。再次,根據(jù)白車身結(jié)構(gòu)性能的分析結(jié)果,以白車身總質(zhì)量和一階扭轉(zhuǎn)模態(tài)為優(yōu)化目標(biāo),一階彎曲模態(tài)、彎曲剛度以及扭轉(zhuǎn)剛度為約束,采用非支配排序遺傳算法II（Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-II,NSGA-II）進(jìn)行白車身結(jié)構(gòu)確定性優(yōu)化設(shè)計。最后,在... 

【文章來源】：合肥工業(yè)大學(xué)安徽省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：91 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

可靠性優(yōu)化示意圖

通常需要在確定性優(yōu)化設(shè)計的基礎(chǔ)上進(jìn)行可靠性優(yōu)化目的是在優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)的同時，保證約束函數(shù)的可靠度失效概率控制在可接受的范圍內(nèi)�？煽啃詢�(yōu)化設(shè)計是一統(tǒng)可靠性的優(yōu)化方法，它的一般數(shù)學(xué)表達(dá)式為： 12N..[()0]12Mmin[()]12Q,,,,,,,,, xxxistPgxRjfxqUiiLijjq 表示 fq(x)的均值；Rj表示第 j個約束函數(shù)的期望可靠度函數(shù)、約束函數(shù)以及設(shè)計變量的個數(shù)；Lix 和Uix 表示設(shè)優(yōu)化設(shè)計通過將設(shè)計變量的不確定性轉(zhuǎn)換成概率約束可靠度要求的滿意解。圖 2.4 將確定性優(yōu)化設(shè)計與可靠中可以看出，確定性優(yōu)化解往往在約束邊界的周圍，時，很容易導(dǎo)致確定性優(yōu)化的結(jié)果超過可行域。可靠的不確定性，采用概率約束的方法保證約束函數(shù)的可遠(yuǎn)離約束邊界，大大減小優(yōu)化設(shè)計失效的風(fēng)險。

第二章 白車身結(jié)構(gòu)可靠性優(yōu)化設(shè)計的理論基礎(chǔ)程領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。本文在可靠性優(yōu)化設(shè)計中采用的是蒙特卡羅模擬方法面對 MCS 方法進(jìn)行簡單介紹。MCS方法的基本原理為：若將系統(tǒng)的不確定性因素都建模為隨機(jī)變量1R 、3R ，并且它們的概率分布是已知的，通過對1R 、2R 和3R 的隨機(jī)抽樣，可以系統(tǒng)響應(yīng)1Y 的概率分布特征（均值、標(biāo)準(zhǔn)方差等）[56]。MCS方法的關(guān)鍵在于：①已知輸入變量的概率分布，一般在汽車結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化設(shè)計中多選用正態(tài)分布；②輸入變量的采樣規(guī)則， 方法常用的采樣方法有簡單隨機(jī)采樣和性采樣。由于簡單隨機(jī)采樣的計算量很大，在工程優(yōu)化問題中較多采用描述性采樣，其優(yōu)點是只需較少的樣本點就能獲得與簡單隨機(jī)抽樣極相似的結(jié)果。簡單抽樣和描述性抽樣的對比圖如圖 2.5 所示。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于車身概念模型的白車身主斷面尺寸優(yōu)化[J]. 王震虎,王萬林,張松波,尹雙,李落星.  汽車工程. 2018(08)
[2]基于多目標(biāo)可靠性優(yōu)化的騾車車身耐撞性及輕量化設(shè)計[J]. 呂曉江,周大永,孫光永,劉衛(wèi)國,谷先廣.  汽車工程. 2018(07)
[3]基于粒子群算法的轎車車身多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計[J]. 劉釗,李晗,朱平.  汽車工程. 2018(03)
[4]汽車懸架控制臂的可靠性拓?fù)鋬?yōu)化[J]. 趙清海,張洪信,朱智富,蔣榮超,袁林.  汽車工程. 2018(03)
[5]基于響應(yīng)面模型的白車身多目標(biāo)輕量化設(shè)計[J]. 王震虎,周巧英,劉開勇,方向東,李落星.  中國機(jī)械工程. 2018(01)
[6]多目標(biāo)遺傳算法在車身動態(tài)性能優(yōu)化中的應(yīng)用[J]. 王巖,陳無畏,謝有浩,鄧書朝.  汽車工程. 2017(11)
[7]剛度、強(qiáng)度與頻率約束下的白車身板厚尺寸優(yōu)化[J]. 左文杰,陳繼順,李亦文,劉念.  汽車工程. 2017(02)
[8]基于組合近似模型的可靠性優(yōu)化方法在行人柔性腿型碰撞中應(yīng)用研究[J]. 呂曉江,谷先廣,王國榮,周大永,劉衛(wèi)國.  機(jī)械工程學(xué)報. 2016(10)
[9]基于多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計方法的白車身輕量化[J]. 王登峰,盧放.  吉林大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2015(01)
[10]基于模態(tài)分析的某客車車身NVH性能優(yōu)化[J]. 陳龑,林建平,胡小舟,王軍梅,胡巧聲.  現(xiàn)代制造工程. 2013(06)

博士論文
[1]白車身前端結(jié)構(gòu)—材料—性能一體化輕量化多目標(biāo)協(xié)同優(yōu)化設(shè)計[D]. 王傳青.吉林大學(xué) 2016

碩士論文
[1]某型純電動轎車碰撞安全優(yōu)化設(shè)計方法及應(yīng)用研究[D]. 夏梁.合肥工業(yè)大學(xué) 2018
[2]基于剛度和模態(tài)分析的純電動汽車白車身輕量化設(shè)計[D]. 豐亮.湖南大學(xué) 2017
[3]基于被動安全性的轎車白車身結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計[D]. 冶志亮.吉林大學(xué) 2017
[4]基于響應(yīng)面模型的白車身輕量化優(yōu)化方法[D]. 劉開勇.湖南大學(xué) 2016
[5]某轎車白車身結(jié)構(gòu)有限元分析及疲勞壽命估計[D]. 鄧華超.重慶大學(xué) 2016
[6]基于協(xié)同優(yōu)化方法的汽車車身性能多學(xué)科優(yōu)化[D]. 程雨婷.北京理工大學(xué) 2016
[7]某轎車白車身剛度、強(qiáng)度及模態(tài)有限元分析[D]. 李金龍.重慶大學(xué) 2015
[8]轎車車身系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的協(xié)同優(yōu)化研究[D]. 王深思.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2014
[9]低速純電動汽車一次成型整體車身輕量化研究[D]. 郭營鋒.湖南大學(xué) 2014
[10]復(fù)合約束阻尼結(jié)構(gòu)動力學(xué)特性及其車內(nèi)降噪應(yīng)用研究[D]. 鄭成龍.湖南大學(xué) 2013



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