本文關(guān)鍵詞：基于協(xié)同優(yōu)化方法的汽車車身性能多學(xué)科優(yōu)化

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【摘要】：隨著社會(huì)的發(fā)展,人們對于汽車碰撞安全性的要求越來越高,而汽車車身作為復(fù)雜的系統(tǒng)性工程,在提高碰撞安全性的同時(shí),如何協(xié)調(diào)其與車身其他性能(如輕量化、模態(tài))之間的制約機(jī)制,以提高車身整體性能水平,是當(dāng)前較為難以解決的問題。多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化方法能夠充分考慮復(fù)雜系統(tǒng)中所包含的各個(gè)分系統(tǒng)之間的相互約束機(jī)理,是解決這個(gè)問題的一個(gè)有效的途徑。本文以某純電動(dòng)轎車車身結(jié)構(gòu)為研究對象,改進(jìn)并使用改進(jìn)的協(xié)同優(yōu)化方法,結(jié)合有限元法、試驗(yàn)設(shè)計(jì)、近似模型以及最優(yōu)化方法,對車身進(jìn)行碰撞安全性、輕量化以及模態(tài)性能的多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:1)對有限元方法、汽車碰撞以及多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的基本理論進(jìn)行了說明,對比五種典型的多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化方法,針對本課題研究問題的特點(diǎn)選擇協(xié)同優(yōu)化方法。通過對比研究選擇適合本課題研究問題的試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法(最優(yōu)拉丁超立方設(shè)計(jì))、近似模型方法(響應(yīng)面模型)和最優(yōu)化方法(多種策略相結(jié)合的Pointer方法)。2)研究并改進(jìn)協(xié)同優(yōu)化方法,使用標(biāo)準(zhǔn)算例對改進(jìn)的協(xié)同優(yōu)化方法進(jìn)行驗(yàn)證,結(jié)果表明,新方法能夠提高求解效率,并且優(yōu)化解與精確解更接近。3)使用HyperMesh軟件分別建立了整車車身有限元模型以及車身前端結(jié)構(gòu)簡化模型。通過Radioss軟件對前者進(jìn)行模態(tài)分析;利用LS-DYNA軟件對后者進(jìn)行碰撞安全性能分析。4)結(jié)合最優(yōu)拉丁超立方設(shè)計(jì)、響應(yīng)面模型以及序列二次規(guī)劃法,使用改進(jìn)的協(xié)同優(yōu)化方法進(jìn)行車身碰撞安全性協(xié)同優(yōu)化設(shè)計(jì)并與傳統(tǒng)協(xié)同方法對比,對比結(jié)果表明:改進(jìn)的協(xié)同優(yōu)化方法無論是收斂性還是優(yōu)化結(jié)果都優(yōu)于傳統(tǒng)優(yōu)化方法。最后使用基于Pointer方法的改進(jìn)協(xié)同優(yōu)化方法進(jìn)行優(yōu)化,優(yōu)化后碰撞吸能性提高了40%,一階固有頻率略有提高,質(zhì)量不變,證明了該方法在車身抗撞安全性協(xié)同設(shè)計(jì)中的可行性。
【關(guān)鍵詞】：多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化 協(xié)同優(yōu)化 碰撞安全性 有限元分析
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U463.82
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-9
• 第1章 緒論9-17
• 1.1 課題背景和意義9
• 1.2 汽車車身碰撞安全性設(shè)計(jì)9-11
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀9-10
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化11-14
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀11-13
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀13-14
• 1.4 發(fā)展趨勢14-15
• 1.5 課題主要研究內(nèi)容15-17
• 第2章 基于碰撞安全性的車身多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化方法研究17-38
• 2.1 有限元法17-19
• 2.2 汽車碰撞理論基礎(chǔ)19-22
• 2.2.1 汽車碰撞仿真方法選擇20-21
• 2.2.2 汽車碰撞仿真分析理論21-22
• 2.2.3 汽車安全法規(guī)22
• 2.3 多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化方法對比研究22-29
• 2.4 試驗(yàn)設(shè)計(jì)方法對比研究29-31
• 2.5 近似模型方法對比研究31-35
• 2.6 最優(yōu)化方法對比研究35-37
• 2.7 本章小結(jié)37-38
• 第3章 改進(jìn)的協(xié)同優(yōu)化方法38-46
• 3.1 協(xié)同優(yōu)化方法的主要思想和特點(diǎn)38-39
• 3.2 協(xié)同優(yōu)化方法優(yōu)點(diǎn)和存在的問題39-41
• 3.3 協(xié)同優(yōu)化方法的改進(jìn)41-42
• 3.4 改進(jìn)的CO方法的應(yīng)用及檢驗(yàn)42-44
• 3.5 本章小結(jié)44-46
• 第4章 車身基本性能分析46-67
• 4.1 有限元模型建立46-58
• 4.1.1 整車車身模型的建立46-50
• 4.1.2 車身前端結(jié)構(gòu)簡化模型的建立50-58
• 4.2 車身基本性能分析58-66
• 4.2.1 模態(tài)分析58-62
• 4.2.2 正面碰撞分析62-66
• 4.3 本章小結(jié)66-67
• 第5章 車身性能多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化67-79
• 5.1 設(shè)計(jì)變量的選取67-68
• 5.2 試驗(yàn)樣本點(diǎn)的獲取及計(jì)算68-69
• 5.3 近似模型的建立69-71
• 5.4 車身性能多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化71-78
• 5.4.1 基于傳統(tǒng)CO方法的車身性能優(yōu)化72-74
• 5.4.2 基于改進(jìn)CO方法的車身性能優(yōu)化74-75
• 5.4.3 優(yōu)化結(jié)果分析對比75-78
• 5.5 本章小結(jié)78-79
• 結(jié)論79-81
• 參考文獻(xiàn)81-86
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文與研究成果清單86-87
• 致謝87

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9 李一飛;陳s叛，

本文編號：603326