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SUV白车身有限元分析与轻量化研究
| 论文题名： | SUV白车身有限元分析与轻量化研究 |
| 关键词： | 白车身;近似模型;响应面法;轻量化设计;有限元分析 |
| 摘要： | 本文以某SUV白车身为研究对象，对车身轻量化技术进行探讨。本文首先采用有限元法对白车身进行刚度和模态分析。对白车身的初始结构的特性有一定的认识。通过与市场上同类竞争车型的性能参数对比发掘车型改进的潜力，并为后续分析提供一定量的参考。在此基础上，应用优化拉丁方试验设计方法科学合理的安排白车身计算样本。设计因子为所选零件的厚度，响应为白车身的质量、刚度和模态参数，共进行150次试验。在样本计算结果数据的基础上使用响应面法建立白车身质量、刚度、模态与设计变量间的近似模型，并获得高精度的近似模型。用显示数学表达式近似白车身各设计变量与质量、模态以及刚度各性能之间的关系，使优化求解过程脱离耗时的有限元迭代计算，也方便选择优化方法。最后结合响应面模型以及模拟退火算法进行优化求解，快速获得白车身轻量化方案。 从白车身的近似优化过程可知，通过少量样本信息建立的近似模型可以代替复杂的有限元仿真来简化计算过程，从而达到减少高精度复杂模型的计算次数的目的。在近似模型的基础上，工程师可以根据不同的优化问题快速建立优化模型，寻找最优方案。 论文以白车身的零件厚度为变量，刚度和低阶模态频率为约束，最终获得的轻量化方案中整车质量减小13.8kg。通过对优化后的车身结构的刚度和模态分析，该车身的性能满足使用要求。本文的研究工作为车身结构分析和大型工程的结构优化问题提供一定的参考价值。 |
| 作者： | 张鹏 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 吴作伟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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