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基于多目标优化的商用车门结构轻量化研究
| 论文题名： | 基于多目标优化的商用车门结构轻量化研究 |
| 关键词： | 商用汽车;车门结构;轻量化设计;多目标优化;安全性 |
| 摘要： | 近些年来，资源消耗和环境污染给汽车行业的发展提出了越来越高的要求，汽车轻量化即是解决上述问题的有效手段之一。车门作为汽车相对独立的重要组成部分，因其特殊的性能使得对车门进行轻量化研究需要遵循一定的科学方法。本文依托重庆长安汽车公司的商用车开发项目，针对具有较大尺寸的商用车门结构，围绕车门的刚度、模态、抗凹性和安全性等性能要求，对其刚度和模态进行了多目标优化并对优化结果进行了安全性验证。论文的主要研究工作如下: 1、首先建立商用车左前门的有限元模型，按照某公司的抗凹性分析规范对车门外板的抗凹性进行分析并根据分析结果提出优化方案。优化方案的使用使车门外板的抗凹性能满足了企业低于1mm的变形要求。 2、按照刚度和模态分析规范，对抗凹性优化后的车门建立起垂向、窗框角部、上部扭转和下部扭转的刚度工况及车门的自由模态工况，经与企业的内部标准进行对比，从而判断出车门的刚度和模态性能。此外，针对车门的垂向和窗框角部刚度及一阶弯曲和一阶扭转模态进行实验验证。 3、针对车门刚度和模态性能的分析结果，采用主效应法筛选出具有优化潜力的设计变量，再由Hammersley抽样对车门结构进行试验设计，利用得到的样本点拟合出具有较高精度的车门各刚度和模态工况响应及质量响应的二次多项式响应面模型。以某公司的性能指标为约束，以质量最低为目标运用序列二次规划法对近似模型进行优化。针对优化结果的有效性和可靠性对车门的抗凹性、刚度和模态性能进行验证。 4、阐述碰撞过程中LS-dyna的接触理论和欧洲NCAP侧面刚性柱碰撞法规，并建立轻量化后车门的侧面刚性柱碰撞模型。通过将碰撞过程中各考察点的侵入速度和侵入量与企业标准进行对比，从而对商用车门的侧面被动安全性进行评价。 |
| 作者： | 朱红军 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 胡泽豪 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中南林业科技大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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