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风阻系数相关的白车身多学科优化轻量化研究
| 论文题名： | 风阻系数相关的白车身多学科优化轻量化研究 |
| 关键词： | 汽车车身;轻量化设计;多目标优化;有限元模型;风阻系数;多学科优化 |
| 摘要： | 当今国际各汽车生产厂家竞争日趋激烈，针对车辆领域的多学科优化方法逐渐受到广大研发人员的重视。多学科优化方法以其在学科综合性集成、问题反馈全面、反馈响应及时等多方面优点，大大提高了车辆初期总体性能开发的效率，为缩短新车型的研发周期提供了流程保障。本文以此为契机，将车身空气阻力系数（CD）与传统白车身多学科优化相结合，利用合理的网格改型方式，对结合空气动力学计算的白车身多学科优化流程进行了设计与优化计算。 首先，本文对多学科优化中的白车身弯曲刚度、扭转刚度、弯曲模态、扭转模态以及车身空气阻力系数（CD）五个性能的有限元仿真计算进行了研究。基于白车身有限元模型的关键位置和尺寸，建立了与其相对应的整车车身三维模型用于 CD值的计算。对两种模型的改型一致性进行了研究，实现二者的一致性变形以及改型设计变量的选取，并优化了改型后CFD网格的质量。 其次，对结合车身阻力系数计算的白车身多学科优化流程进行了研究和设计，因涉及不同学科的有限元计算，为提高代理模型精度，对采用Kriging函数、径向基函数（RBF）和多项式函数的三种代理模型的拟合精度及预测精度都进行了对比，合理的将 RBF模型用于刚度、质量、CD值的拟合，将Kriging模型用于模态的拟合。 最后，针对单一轻量化目标优化、考虑质量及刚度等性能的二目标优化、高维多目标优化模型都进行了研究，其中单目标优化结果成功实现了车身减重11.733kg，弯曲刚度也提升了413.826N/mm，且其他性能保持原水平；利用气泡图和平行坐标图等方法直观的对高维多目标优化结果的帕累托解集进行分析和解读，提高了对车辆研发中方案设计选择的决策自由度。 |
| 作者： | 李庆余 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 杨姝 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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