本文關(guān)鍵詞：汽車高速碰撞下防撞結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)研究

  更多相關(guān)文章： 抗撞性 保險(xiǎn)杠 結(jié)構(gòu)優(yōu)化 乘員安全 果蠅優(yōu)化算法

【摘要】：近年來,隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展,汽車安全性越來越受到人們的關(guān)注。在高速碰撞中,為保證乘員的安全性,保險(xiǎn)杠系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)考慮碰撞沖擊合理的傳遞與吸收。汽車零部件的優(yōu)化參數(shù)主要包括了形狀參數(shù)、材料參數(shù)、幾何參數(shù)等,這些參數(shù)對(duì)抗撞性能的影響程度各不相同。在現(xiàn)有的保險(xiǎn)杠研究文獻(xiàn)中,主要研究了這兩個(gè)方面:一是只在低速碰撞下,研究保險(xiǎn)杠的抗撞性或者輕量化方面,沒有考慮高速碰撞中保險(xiǎn)杠的性能;二是在保險(xiǎn)杠抗撞性或者輕量化方面的研究過程中,只是單一的變更保險(xiǎn)杠的材料或者厚度,這樣只是針對(duì)單一結(jié)構(gòu)優(yōu)化,可能會(huì)錯(cuò)過更優(yōu)的優(yōu)化結(jié)構(gòu)。本文結(jié)合了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)理論、計(jì)算仿真和統(tǒng)計(jì)學(xué)方法,提出了一種基于果蠅優(yōu)化算法的新型保險(xiǎn)杠橫梁復(fù)合結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)方法,并對(duì)橫梁復(fù)合結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化研究。在高速正面碰撞下,基于乘員安全性考慮,應(yīng)用動(dòng)態(tài)顯示有限元仿真方法,對(duì)保險(xiǎn)杠系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)值模擬,研究保險(xiǎn)杠的抗撞性能。首先,在整車正面碰撞有限元模型的基礎(chǔ)上簡(jiǎn)化保險(xiǎn)杠橫梁結(jié)構(gòu),并根據(jù)正面碰撞法規(guī)C-NCAP進(jìn)行整車有限元模型的穩(wěn)定性與可行性驗(yàn)證。接著運(yùn)用正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法,篩選出合適的復(fù)合結(jié)構(gòu)的基本參數(shù),通過極差分析方法得到保險(xiǎn)杠橫梁復(fù)合結(jié)構(gòu)的基本參數(shù)的選擇方案;然后,將橫梁復(fù)合結(jié)構(gòu)的各層面厚度因素作為設(shè)計(jì)的敏感因子,從乘員安全性方面考慮,以降低人體頭部損傷為優(yōu)化目標(biāo),以橫梁質(zhì)量和相對(duì)成本為約束函數(shù),運(yùn)用最優(yōu)拉丁方設(shè)計(jì)選取樣本點(diǎn),構(gòu)造多項(xiàng)式響應(yīng)面模型。最后,建立優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)、約束函數(shù)與敏感因子之間數(shù)學(xué)代理模型,應(yīng)用果蠅優(yōu)化算法尋找最優(yōu)解。研究結(jié)果表明,使用基于果蠅優(yōu)化算法的新型復(fù)合結(jié)構(gòu)的保險(xiǎn)杠橫梁,不僅改善了保險(xiǎn)杠在整車正面碰撞工況中的抗撞性能,同樣也降低了人體頭部損傷,使乘員的安全性能得到了提高,保險(xiǎn)杠在輕量化方面也有所改善。本文涉及的方法為抗撞性和輕量化優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了一種參考。
【關(guān)鍵詞】：抗撞性 保險(xiǎn)杠 結(jié)構(gòu)優(yōu)化 乘員安全 果蠅優(yōu)化算法
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U467.14
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-19
• 1.1 課題研究背景及意義10-12
• 1.2 國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的研究綜述12-14
• 1.2.1 汽車車身結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀12
• 1.2.2 汽車抗撞性結(jié)構(gòu)的研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3 保險(xiǎn)杠碰撞安全研究綜述14-16
• 1.3.1 保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)組成14-15
• 1.3.2 保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)研究概況15-16
• 1.4 本文的主要研究?jī)?nèi)容16-19
• 第2章 理論基礎(chǔ)19-30
• 2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方法19-23
• 2.1.1 析因設(shè)計(jì)19-20
• 2.1.2 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)20-22
• 2.1.3 最優(yōu)拉丁方實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)22-23
• 2.2 響應(yīng)面法23-25
• 2.2.1 多項(xiàng)式響應(yīng)面法23-24
• 2.2.2 響應(yīng)面模型的適應(yīng)度檢驗(yàn)24-25
• 2.3 常用安全仿真軟件簡(jiǎn)介25-27
• 2.3.1 Hyper Works簡(jiǎn)介25-26
• 2.3.2 LS.DYNA簡(jiǎn)介26-27
• 2.4 汽車碰撞安全評(píng)價(jià)法規(guī)27-29
• 2.5 本章小結(jié)29-30
• 第3章 正面碰撞的有限元模型的建立30-40
• 3.1 基于Hyper Works的建模流程簡(jiǎn)介30-32
• 3.2 模型幾何近似32-34
• 3.2.1 幾何清理32-33
• 3.2.2 幾何簡(jiǎn)化33
• 3.2.3 網(wǎng)格劃分33-34
• 3.3 Hyper Mesh的模型搭建34-39
• 3.3.1 材料和屬性34-36
• 3.3.2 連接建模36-38
• 3.3.3 初始條件38
• 3.3.4 控制條件38
• 3.3.5 計(jì)算設(shè)置和輸出38-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第4章 基于正交試驗(yàn)的保險(xiǎn)杠橫梁復(fù)合結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)40-49
• 4.1 正面碰撞有限元模型的驗(yàn)證40-45
• 4.1.1 模型簡(jiǎn)單介紹41
• 4.1.2 模型的驗(yàn)證41-44
• 4.1.3 保險(xiǎn)杠橫梁截面形狀的簡(jiǎn)單處理44-45
• 4.2 保險(xiǎn)杠橫梁復(fù)合結(jié)構(gòu)的優(yōu)化研究45-48
• 4.2.1 保險(xiǎn)杠橫梁復(fù)合結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)45-47
• 4.2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)分析47-48
• 4.3 本章小結(jié)48-49
• 第5章 基于果蠅優(yōu)化算法的保險(xiǎn)杠的優(yōu)化設(shè)計(jì)49-58
• 5.1 果蠅優(yōu)化算法及遺傳算法49-50
• 5.1.1 果蠅優(yōu)化算法及其應(yīng)用簡(jiǎn)介49
• 5.1.2 遺傳算法及其應(yīng)用簡(jiǎn)介49-50
• 5.2 復(fù)合結(jié)構(gòu)保險(xiǎn)杠橫梁耐撞性優(yōu)化設(shè)計(jì)50-57
• 5.2.1 多項(xiàng)式響應(yīng)面模型51-53
• 5.2.2 抗撞性優(yōu)化設(shè)計(jì)53-57
• 5.3 本章小結(jié)57-58
• 總結(jié)與展望58-60
• 參考文獻(xiàn)60-64
• 附錄A 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文64-65
• 致謝65

【相似文獻(xiàn)】

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