本文關(guān)鍵詞：概念車身建模及其斷面尺寸優(yōu)化

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【摘要】：能源危機加上環(huán)境污染,使得傳統(tǒng)汽車生產(chǎn)企業(yè)想盡辦法減少尾氣排放、提高燃油效率;電動汽車由于存在充電時間長、續(xù)航里程短等問題,在短時間內(nèi)也得不到廣大消費者的青睞。汽車輕量化技術(shù)在一定程度上可以緩解上述問題,其作為一個重要課題一直頗受業(yè)界人士的關(guān)注。車身詳細設(shè)計階段由于數(shù)模趨于完善,致使提出的輕量化方案實施阻力較大,成本投入高;前期設(shè)計階段詳細數(shù)據(jù)尚未完成,減重潛力大、實施成本低。如果在設(shè)計早期通過建立簡易模型,并在此基礎(chǔ)上進行斷面優(yōu)化,不僅可以減少投入成本還能提升減重潛力。針對汽車前期設(shè)計階段,借助同平臺車身數(shù)據(jù),以梁單元及詳細接頭為基礎(chǔ),建立新款車型的彎、扭剛度概念模型。對建模中針對梁與詳細接頭耦合、截面形式選取、焊點處理及加載與約束點等效這四大對結(jié)果影響最為明顯的建模方法進行研究,通過采用簡易模型測試技術(shù)對比分析了多種不同處理方式,借助分析結(jié)果選擇最佳建模方式。通過比較整體性能誤差及改變地板橫梁尺寸對彎、扭性能的影響,來對比所建模型與詳細模型的誤差大小,全方位的驗證了所建概念模型的可靠程度。前期基于梁單元簡易模型的建立及驗證為后期主斷面尺寸優(yōu)化奠定了基礎(chǔ)。文章研究了不借助第三方優(yōu)化軟件進行任意幾何形狀截面的尺寸優(yōu)化技術(shù):PBMSECT參數(shù)優(yōu)化。詳細介紹了對任意截面梁的參數(shù)化方法,并通過簡單懸臂梁范例,展示了運用方法,證明了優(yōu)化結(jié)果可靠。并以建立的概念模型為基礎(chǔ),在靈敏度分析過后結(jié)合人工篩選,刪除明顯對其他性能影響較大的部件,確定最終優(yōu)化梁段,將任意截面參數(shù)優(yōu)化方法運用到前期設(shè)計階段的整個車身,實現(xiàn)了前期設(shè)計階段的輕量化目標(biāo)。
【關(guān)鍵詞】：輕量化 概念模型 靈敏度 斷面優(yōu)化 PBMSECT
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(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
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 研究背景10-13
• 1.2 國內(nèi)外車身結(jié)構(gòu)概念模型研究進展13-15
• 1.3 國內(nèi)外薄壁梁截面優(yōu)化研究現(xiàn)狀15-17
• 1.4 本文研究主要內(nèi)容及意義17-19
• 第2章 車身概念模型建模研究19-48
• 2.1 梁理論及Beam單元的應(yīng)用19-27
• 2.1.1 梁單元理論介紹19-23
• 2.1.2 MSC.Nastran中梁單元的應(yīng)用23-25
• 2.1.3 薄壁梁模型對比分析25-27
• 2.2 建模等效處理及驗證27-37
• 2.2.1 詳細接頭與梁單元耦合27-32
• 2.2.2 梁截面形式選取32
• 2.2.3 焊點簡化研究32-35
• 2.2.4 加載及約束區(qū)域的簡化35-37
• 2.3 建模詳介及可信度驗證37-47
• 2.3.1 主斷面與接頭數(shù)據(jù)庫的建立38-42
• 2.3.2 詳細接頭概念模型搭建42-44
• 2.3.3 模型可信度驗證44-47
• 2.4 本章小結(jié)47-48
• 第3章 主斷面優(yōu)化對象選取—敏度分析48-57
• 3.1 敏度分析理論48-50
• 3.2 相對敏度的概念50-51
• 3.3 基于剛度性能的概念模型主斷面敏度分析51-56
• 3.3.1 梁截面屬性參數(shù)分析項選取51
• 3.3.2 數(shù)據(jù)處理與優(yōu)化件挑選51-56
• 3.4 本章小結(jié)56-57
• 第4章 主斷面尺寸優(yōu)化57-74
• 4.1 薄壁梁截面優(yōu)化方法介紹57-59
• 4.2 基于Nastran平臺任意截面優(yōu)化59-66
• 4.2.1 PBMSECT的參數(shù)化方法59-62
• 4.2.2 PBMSECT的優(yōu)化原理62-63
• 4.2.3 優(yōu)化算例及結(jié)果驗證63-66
• 4.3 車身主斷面優(yōu)化66-72
• 4.3.1 基于PBMSECT優(yōu)化在B柱中的應(yīng)用67-69
• 4.3.2 概念車身主斷面尺寸優(yōu)化69-72
• 4.4 本章小結(jié)72-74
• 結(jié)論74-75
• 參考文獻75-80
• 致謝80

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