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基于复杂工程约束的车身梁断面离散优化方法
| 论文题名： | 基于复杂工程约束的车身梁断面离散优化方法 |
| 关键词： | 车身设计;梁截面形状;多目标优化;遗传算法;功能模块 |
| 摘要： | 在承载式车身中，梁结构承担绝大部分载荷，其承载能力由截面属性决定，因此，梁的截面性能在很大程度上决定整车力学性能，直接影响汽车的安全性。在车身设计时，设计人员不仅要保证良好的结构性能，还要在造价允许的范围内实现车身的轻量化，这就对梁的截面设计提出更高的要求。目前，概念设计阶段车身梁截面的设计，大多是根据以往的设计经验或直接套用相似车型的已有截面，这些方法获得的截面在性能上很难与新车型良好的匹配，而且在设计前期产生的设计缺陷很难在后续的设计中进行改进，这已经成为制约新车型研发和汽车性能进一步提升的瓶颈。 车身梁截面不仅要具有满足车身性能要求的截面形状，还要能够利用现有的工业设备进行加工和制造。本文充分考虑车身截面设计中的可装配性与可制造性等工程约束，采用特殊的编码方式控制梁截面形状并建立材料参数与厚度数据库，以连续的梁截面形状，离散的材料厚度、材料种类、梁截面板的数量为优化设计变量，以车身梁截面性能以及重量、成本为优化设计目标建立多目标优化模型。优化算法以NSGA-Ⅱ遗传算法为核心，通过VC编程实现了多目标优化求解，并利用UG二次开发功能实现了该应用模块在UG上的集成。实例表明，本多目标优化模块应用于车身概念设计阶段时，可实现在满足各种工程约束和结构性能的前提下，对梁截面形状参数的求解;同时，该方法也适用于详细设计阶段对已有截面参数进行优化，提高原有截面的性能并减轻相应梁的重量。 本论文共五章，第一章阐述了车身截面优化的背景与意义，并简要介绍了全文工作;第二章论述了本文截面优化所用到的基础理论知识，包括优化模型、算法等;第三章简要介绍了课题组开发的VCD ICAE系统，本文的研究内容是此系统的功能扩展;第四章较详细的讲解了截面优化的实现过程，包括功能框架、界面设计以及程序参数设置等;第五章通过对三个算例优化分析，有效证明了本截面优化功能可以根据不同的设计目标较好的实现车身结构中单一截面梁与连续变截面梁的优化。 |
| 作者： | 王增飞 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 侯文彬 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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