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网格变量映射方法及其在车身设计制造中的应用研究
| 论文题名： | 网格变量映射方法及其在车身设计制造中的应用研究 |
| 关键词： | 汽车车身;耐撞性设计;轻量化制造;网格变量映射;冲压模具 |
| 摘要： | 汽车车身耐撞性和轻量化的研究，对于汽车产业的可持续发展有很大的意义。本文基于汽车车身耐撞性分析和车身轻量化制造对冲压模具的影响两个方面，围绕网格变量映射方法及其在车身设计制造中的应用展开了研究： 首先，论文研究了一种新的网格变量映射方法，其包含两个方面：一是研究了一种基于等参元逆变换的状态变量映射新方法，将板料冲压过程中材料性能变化后的实际状态变量(如厚度、应力、应变)精确映射于碰撞分析模型中；二是研究了一种基于板料成形仿真进行冲压模具结构分析的载荷映射方法，建立了载荷在板料与模具型面之间传递的关系。 其次，将状态变量映射方法应用于汽车前保险杠的碰撞仿真分析中，考虑保险杠横梁冲压成形后所引起的壁厚变化、残余应力和材料硬化等冲压效应对碰撞性能的影响。通过传统保险杠碰撞模型与考虑冲压效应模型的比较分析，得出碰撞仿真分析需要考虑零件冲压效应的结论，从而提高汽车碰撞仿真的精度。 最后，利用载荷映射方法将冲压模拟分析得到的板料对模具型面作用力，转换为模具结构拓扑优化分析的载荷边界条件，进行模具结构优化分析，根据拓扑优化结果进行拉延模具结构的重新设计，得出优化的模具结构。采用相同的载荷边界条件，进行模具结构优化前后的受力分析，通过模具变形量、应力应变分布等几个方面的对比，可知优化后的冲压模具满足刚强度要求。 研究结果表明，本文研究的网格变量映射方法，实现了不同网格模型之间状态变量的传递，对提高汽车碰撞仿真分析精度与模具结构优化设计具有重要的理论指导意义和应用价值。 |
| 作者： | 李洲 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 杨旭静 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 湖南大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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