本文關(guān)鍵詞：大客車車身骨架結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】： 客車的主要承載結(jié)構(gòu)是車身骨架,在保證剛度和強(qiáng)度的前提下減輕車身骨架的重量對整車性能的提高有著重要的意義。 拓?fù)鋬?yōu)化是近年來結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究領(lǐng)域中的前沿課題和熱點(diǎn)問題,也是結(jié)構(gòu)優(yōu)化中的重點(diǎn)和難點(diǎn)。本文首先論述了拓?fù)鋬?yōu)化和車輛結(jié)構(gòu)輕量化研究的重要性及國內(nèi)外研究概況,分析了拓?fù)鋬?yōu)化和車輛結(jié)構(gòu)輕量化的發(fā)展趨勢,探討了國內(nèi)在這方面研究與國外的差距,提出了應(yīng)用拓?fù)鋬?yōu)化方法對大客車車身骨架進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì)的構(gòu)想。 然后對結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化、形狀優(yōu)化和拓?fù)鋬?yōu)化方法進(jìn)行了理論分析;討論了變厚度法、均勻化方法和變密度法等拓?fù)鋬?yōu)化在工程中的實(shí)現(xiàn)方法:研究了遺傳算法、優(yōu)化準(zhǔn)則法、數(shù)學(xué)規(guī)劃法以及拉各朗日乘子法等拓?fù)鋬?yōu)化的數(shù)學(xué)算法,并確定用變密度法進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化。 在此基礎(chǔ)上以結(jié)構(gòu)的柔度最小為目標(biāo),優(yōu)化后的體積為約束,建立了基于變密度法的大客車車身骨架拓?fù)鋬?yōu)化的數(shù)學(xué)模型。然后建立了大客車車身骨架的拓?fù)鋬?yōu)化模型,利用HyperWorks系統(tǒng)對大客車車身骨架進(jìn)行了拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)。通過分析拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果得到了一些重要的結(jié)論。在此基礎(chǔ)上結(jié)合車身骨架的制造工藝根據(jù)可制造化處理原則對拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果進(jìn)行了可制造化處理,得到一個(gè)新的大客車車身骨架。 隨后對可制造化處理后的新車身骨架進(jìn)行了性能分析。本文建立了新的大客車車身骨架基于全板殼單元的有限元計(jì)算模型,對該新車身骨架在彎曲工況和彎扭組合工況下進(jìn)行了有限元分析,求得了兩種工況下車身骨架的整體應(yīng)力分布及其變形情況。最后對新車身骨架進(jìn)行了模態(tài)分析。 計(jì)算結(jié)果顯示,新大客車車身骨架相對原車身骨架質(zhì)量減少約37%,取得了較好的輕量化效果。而且在彎曲工況和彎扭組合工況下的最大應(yīng)力分別相對于原車身骨架有了很大的降低,同時(shí)模態(tài)分析顯示新車身骨架的模態(tài)也符合要求。從而進(jìn)一步說明了拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性、可靠性及現(xiàn)實(shí)意義。 本文的研究成果不僅可以為企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)、改造和優(yōu)化提供實(shí)際的參考和指導(dǎo),解決企業(yè)的實(shí)際問題,更重要的是說明了如何利用拓?fù)鋬?yōu)化方法對典型大客車車身骨架進(jìn)行輕量化設(shè)計(jì),同時(shí)對其它產(chǎn)品輕量化設(shè)計(jì)提供了有價(jià)值的參考,具有良好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值和社會效益。
【關(guān)鍵詞】：拓?fù)鋬?yōu)化 車身骨架 有限元法 輕量化
【學(xué)位授予單位】：武漢理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號】：U463.831
【目錄】：

• 中文摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 引言8-16
• 1.1 問題的提出8-9
• 1.2 國內(nèi)外研究概況9-14
• 1.2.1 拓?fù)鋬?yōu)化的發(fā)展與現(xiàn)狀9-11
• 1.2.2 國內(nèi)外汽車輕量化研究概況11-14
• 1.3 研究內(nèi)容14-15
• 1.4 研究目標(biāo)及意義15-16
• 第2章 結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)方法分析16-27
• 2.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本方法16-20
• 2.1.1 結(jié)構(gòu)尺寸優(yōu)化16-18
• 2.1.2 結(jié)構(gòu)形狀優(yōu)化18-19
• 2.1.3 結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化19-20
• 2.2 拓?fù)鋬?yōu)化方法20-22
• 2.2.1 變厚度法21
• 2.2.2 均勻化方法21-22
• 2.2.3 變密度法22
• 2.3 拓?fù)鋬?yōu)化數(shù)學(xué)算法22-27
• 2.3.1 遺傳算法22-23
• 2.3.2 優(yōu)化準(zhǔn)則法23-24
• 2.3.3 數(shù)學(xué)規(guī)劃法24
• 2.3.4 拉格朗日乘子法24-27
• 第3章 車身骨架優(yōu)化方案的確定27-32
• 3.1 典型長途旅游大客車車身骨架結(jié)構(gòu)介紹27-28
• 3.2 總體優(yōu)化方案28-29
• 3.3 拓?fù)鋬?yōu)化方案29-30
• 3.4 HYPERWORKS軟件介紹30-32
• 第4章 車身骨架拓?fù)鋬?yōu)化模型的建立32-40
• 4.1 拓?fù)鋬?yōu)化數(shù)學(xué)模型的建立32
• 4.2 有限元模型的建立32-39
• 4.2.1 拓?fù)鋬?yōu)化空間的定義33-34
• 4.2.2 材料的定義34
• 4.2.3 有限元網(wǎng)格的劃分34-36
• 4.2.4 懸架的模擬36-37
• 4.2.5 優(yōu)化工況的選取37-38
• 4.2.6 載荷的處理38-39
• 4.3 HYPERMESH中拓?fù)鋬?yōu)化參數(shù)的設(shè)置39-40
• 第5章 拓?fù)鋬?yōu)化計(jì)算及結(jié)果分析40-46
• 5.1 拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果可信度分析40-41
• 5.2 拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果分析41-46
• 第6章 拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果可制造化處理46-54
• 6.1 優(yōu)化結(jié)果可制造化處理方案的確定46-48
• 6.1.1 可制造化處理宏觀方案46-47
• 6.1.2 可制造化處理基本原則47-48
• 6.2 優(yōu)化結(jié)果的可制造化處理48-54
• 6.2.1 車身頂蓋拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果可制造化處理48-49
• 6.2.2 車身側(cè)圍拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果可制造化處娌49-51
• 6.2.3 車身底架拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果可制造化處理51-52
• 6.2.4 其它部分拓?fù)鋬?yōu)化結(jié)果可制造化處理52-54
• 第7章 可制造化處理后車身骨架有限元計(jì)算分析54-62
• 7.1 有限元計(jì)算模型的建立54-55
• 7.1.1 有限元網(wǎng)格的劃分54-55
• 7.1.2 載荷的處理及工況的選擇55
• 7.2 彎曲工況結(jié)果分析55-57
• 7.3 彎扭組合工況結(jié)果分析57-59
• 7.4 車身骨架模態(tài)分析59-60
• 7.5 優(yōu)化前后車架性能對比分析60-62
• 第8章 總結(jié)和展望62-64
• 8.1 論文總結(jié)62-63
• 8.2 研究展望63-64
• 參考文獻(xiàn)64-68
• 研究生期間發(fā)表論文情況68-69
• 致謝69

【引證文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：大客車車身骨架結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：380262