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汽车车门结构性能分析及试验研究
| 论文题名： | 汽车车门结构性能分析及试验研究 |
| 关键词： | 汽车车门;结构性能;多目标优化;有限元模型 |
| 摘要： | 汽车车门结构性能直接影响到汽车的正常使用。若车门各项性能不能满足要求，则在使用过程中可能导致车门无法正常开闭、产生异常振动和噪声、不能进行车内的密封、在发生碰撞时无法保证乘员的生存空间等问题。严重影响汽车的舒适性与安全性，由此可见对于车门结构性能的研究是十分必要的。 本文以某轻型客车车门的车门本体及部分附件为研究对象，研究的主要内容包括以下几个方面: 建立了车门的有限元模型。对该模型进行自由模态分析以及下沉刚度分析，发现一阶模态频率较低存在与车身共振可能。并且进行了车门的模态试验和车门下沉刚度试验。将分析所得结果与试验结果进行对比验证，两个结果相差较小，说明该有限元分析模型的准确性达到要求。 以某企业的车门性能分析标准为依据，参考国内外相关的法规与研究，对车门实施了多项静动态性能分析，其中包括车门下沉刚度、上下扭转刚度、前后窗框刚度、内外板腰线刚度、静动态抗凹刚度、强度和耐撞性，分析结果显示车门各项性能均满足要求。但是车门的内板腰线刚度和强度工况下的初始挤压耐力与设计边界值较为接近。 分析了车门质量、一阶模态频率、下沉刚度对车门各部件的板厚灵敏度。选取了7个板件厚度为变量，运用试验设计方法进行样本点采样，并以此为基础建立车门多个工况下的变形量、车门质量、车门一阶模态频率的Kriging模型。由于部分响应精度不满足要求，引入了对应工况下刚度为响应进行改进，改进后模型精度满足要求。以车门性能参数为依据建立了车门优化的数学模型。采用多目标遗传算法求解优化模型，在解集中选取最优解，考虑到工程实际对其进行调整，以调整后结果为最终优化结果。 对优化后车门进行仿真分析，并与原车门相对比。结果表明优化车门在保持车门质量基本不变、下沉刚度较好满足要求的同时，提高了车门的其他各项结构性能，特别是车门一阶模态频率提高到33.77Hz，车门的内板腰线刚度和初始挤压耐力远离了设计边界值。 |
| 作者： | 邢志波 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 谭继锦 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 合肥工业大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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