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面向振动问题的车门内板优化设计研究
| 论文题名： | 面向振动问题的车门内板优化设计研究 |
| 关键词： | 汽车车门;优化设计;振动特性;折中规划法 |
| 摘要： | 车门作为汽车的重要组成部分，其振动性能的优劣将直接影响整车的NVH性能，进而影响乘客的乘坐舒适性。车门会在玻璃升降器电机运转、发动机运转及汽车行驶时的路面激励等作用下产生振动，车门结构设计及匹配不当，如激励源频率与车门固有频率接近时，就会出现共振现象。因此研究车门的振动特性并针对振动问题对车门结构进行优化设计研究具有重要意义。本文研究的主要内容如下： 针对某轿车车门，利用ABAQUS软件建立车门系统有限元模型，进行自由模态分析，获取车门的固有频率和振型，并对车门的振动特性进行评价。在有限元分析的基础上，用LMS.Test.Lab测试系统采用多点激励单点响应的方法对该车门进行实验模态分析，并采用PolyMax法进行模态拟合提取模态参数，以验证有限元模态分析结果的准确性。根据模态实验结果，车门模态振型与有限元模拟相关性很高，固有频率值最大误差为7.9％，在实验允许的误差范围内，由此可见所建立的有限元模态分析模型较准确。 根据有限元分析结果，该车门固有频率避开了各激励源频率，但车门的第一阶弯曲频率41.1Hz与该车门匹配的白车身第四阶弯曲频率41.44Hz较接近，需要进行优化。基于OptiStruct软件以一阶振动频率为优化目标，车门内板腹部为设计区域对车门内板做了单目标形貌优化设计研究，并确定了加强筋参数的最优值。优化后车门第一阶固有频率提高了7.8%，比白车身第四阶频率高2.86Hz，比第五阶频率低5.35Hz，且避开了各激励源频率，因此单目标优化后的车门不会出现共振现象。 采用折中规划法建立了以垂直刚度和前三阶振动频率为优化目标的综合目标函数，对车门内板进行了多目标形貌优化研究，并确定了加强筋参数的最优值。优化后车门第一阶固有频率与优化前相比提高了8.1%，比白车身第四阶频率高2.99Hz，比第五阶频率低5.22Hz，且避开了各激励源频率，因此多目标优化后的车门不会出现共振现象。单目标和多目标优化后的结果差别不大，但单目标优化的效率高于多目标优化，且建模过程更加简单，易于实现。 本文达成了车门内板优化设计的目的，在产品开发阶段完成了面向振动的优化设计研究，指导了车门结构的设计，可以节省企业开发周期和成本。 |
| 作者： | 邓梦诗 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 兰箭;杨灿 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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