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基于数值模拟的混合材料车身结构设计
| 论文题名： | 基于数值模拟的混合材料车身结构设计 |
| 关键词： | 汽车;混合材料车身结构;轻量化设计;碰撞安全性;数值模拟 |
| 摘要： | 混合材料车身结构是未来车身结构设计的发展趋势，混合材料车身设计充分利用各种材料的性能优势，为车身不同位置的部件选择最匹配的材料类型，使汽车车身的性能得到合理的配置，实现车身在特定性能要求下的轻量化效果，从而提升汽车燃油经济性，降低废气排放量，减少石化资源消耗，减轻空气污染程度。混合材料车身结构的应用是现代汽车车身轻量化设计进程的必由之路，也是节约资源，开发环境友好型汽车的有效途径。本文介绍了一种基于多目标优化设计思想的针对混合材料车身结构设计的方法，克服了现有车身材料设计中材料选取的单一化和设计过程经验化等弊端。 本文根据碰撞法规，建立了合理的整车正面碰撞和追尾碰撞有限元分析模型，以零部件制造材料的类型为设计变量，通过图形法和数值法两种析因设计方法筛选出对汽车碰撞安全性有显著影响的关键部件，从提高汽车碰撞被动安全性与实现汽车轻量化设计两个角度考虑，将直接反映乘员伤害程度的指标作为目标函数，将参与设计的关键部件质量作为约束函数，以径向基函数代理模型近似拟合各分析指标的显式表达，利用遗传算法求解最优解集，得出混合材料车身结构的最佳设计方案。通过与单一材料车身结构设计方案相对比，彰显出混合材料车身结构的优势，验证了本文设计方法的有效性。 本文将基于图形析因方法的帕累托图、主效应图和计算综合极差水平的数值析因方法融合到汽车车身部件的选材设计中，增强了设计工作的针对性，缩短了车身结构设计周期，通过为各个设计变量定义唯一序列编码号的方法而建立的离散型变量优化模型，全面考虑了车身材料的各种参数，便于建立分析目标与设计变量之间的映射关系表达式，为混合材料车身结构设计提供了一条可行的解决思路。 |
| 作者： | 李海智 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 侯淑娟;毛伟杰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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