汽車車身的研發(fā)是一項非常復雜的工作,通常可以分成:概念設計階段和詳細設計階段。概念設計階段需要對車身結構的靜態(tài)特性、動態(tài)特性和耐撞性等進行早期地預測,為后期車身結構的詳細設計提供有力的數(shù)據(jù)支撐,能夠有效地減小制造風險和設計時間。然而,在傳統(tǒng)的車身結構設計過程中,概念設計階段能夠獲得的車身結構數(shù)據(jù)十分地有限,通常無法進行快速有效的結構性能驗證,造成了以競品車型為參照和工程師經驗為主導的車身逆向設計成為了汽車制造企業(yè)中主流的設計方法。這種方法導致了車身的結構設計工作量大、可靠性低和周期長等不利因素。因此,在概念設計階段尋找以結構參數(shù)為基礎、全局優(yōu)化為導向及結構性能為目標的正向設計方法對汽車車身的結構設計至關重要。本文以實現(xiàn)有效的汽車車身模塊化概念設計為目的,對車身模塊化概念設計的理論和方法進行了較為深入的研究。將簡化的模塊化車身模型作為對標車型,根據(jù)車身模型的結構特征并結合結構力學分析方法,建立了可行的模塊化車身結構剛度鏈模型,考慮了車身接頭柔度的影響,構建了車身接頭代理模型。提出了新型的基于靈敏度分析的車身結構優(yōu)化方法,對多種載荷工況共同作用下的車身結構進行了全局優(yōu)化計算,實現(xiàn)了輕量化設... 

【文章頁數(shù)】：124 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 車身概念設計及研究現(xiàn)狀
        1.2.1 車身概念設計軟件
        1.2.2 車身概念模型建模方法
        1.2.3 車身概念模型優(yōu)化方法
    1.3 車身模塊化設計及研究現(xiàn)狀
    1.4 課題研究的主要內容
第2章 模塊化車身概念結構分析
    2.1 引言
    2.2 白車身框架結構分析方法概述
    2.3 模塊化車身概念結構數(shù)學模型
    2.4 模塊化車身剛度鏈建模
        2.4.1 梁單元剛度矩陣
        2.4.2 節(jié)點力平衡方程
        2.4.3 節(jié)點位移協(xié)調方程
        2.4.4 傳遞分配矩陣和載荷源向量
        2.4.5 車身框架模型的回傳波矩陣
    2.5 本章小結
第3章 車身接頭代理模型
    3.1 引言
    3.2 車身接頭代理模型構建方法概述
    3.3 車身接頭代理模型
        3.3.1 車身接頭的簡化
        3.3.2 二次多項式響應面法
        3.3.3 逐步回歸分析法
        3.3.4 拉丁超立方抽樣
        3.3.5 構建車身接頭代理模型
    3.4 本章小結
第4章 基于靈敏度分析的車身結構優(yōu)化方法
    4.1 引言
    4.2 車身結構優(yōu)化概述
    4.3 靈敏度分析計算
        4.3.1 靈敏度分析模型
        4.3.2 有限差分法
        4.3.3 結構響應靈敏度計算
        4.3.4 質量變化靈敏度計算
        4.3.5 比靈敏度計算
    4.4 基于靈敏度分析的車身結構優(yōu)化
        4.4.1 車身結構優(yōu)化模型
        4.4.2 確定設計變量的下限值和上限值
        4.4.3 設定優(yōu)化參數(shù)和計算優(yōu)化模型
        4.4.4 比較車身模型的性能
    4.5 本章小結
第5章 車身概念設計系統(tǒng)實現(xiàn)
    5.1 引言
    5.2 車身概念設計軟件系統(tǒng)開發(fā)方法概述
    5.3 車身概念設計工具箱
        5.3.1 工具箱的架構形式
        5.3.2 前處理子模塊
        5.3.3 分析優(yōu)化子模塊
        5.3.4 后處理子模塊
    5.4 實例計算驗證
        5.4.1 車身模型靜態(tài)對比分析
        5.4.2 車身模型動態(tài)對比分析
    5.5 本章小結
總結與展望
參考文獻
致謝
附錄 A 攻讀學位期間所發(fā)表的學術論文目錄
附錄 B 攻讀學位期間所參加的科研項目



本文編號：3657351