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原文传递自卸车驱动桥壳轻量化研究

论文题名：	自卸车驱动桥壳轻量化研究
关键词：	驱动桥桥壳;轻量化;确定性优化;可靠性优化
摘要：	轻量化技术作为汽车节能减排重要方法之一，在传统燃油汽车及新能源汽车上应用日益广泛。自卸车驱动桥壳是底盘系统的重要部件，对其进行轻量化可以有效降低车辆自重，降低生产成本；同时降低簧下质量，提高汽车行驶时的平稳性及舒适性。所以，对驱动桥壳进行轻量化研究具有重要的工程实际意义。　　采用Solidworks和AnsysWorkbench软件对驱动桥壳进行参数化建模，然后划分网格、添加边界条件，对桥壳的四种工况进行有限元仿真，结果表明：桥壳的最大应力为133.7MPa，小于桥壳主体材料的许用应力213MPa；桥壳最大每米轮距变形量为1.002mm/m，小于桥壳标准要求的1.5mm/m；桥壳一阶固有频率为143.7Hz，远大于一般路面激振频率，桥壳具有轻量化的空间。　　采用基于响应面的多目标遗传算法对桥壳进行确定性优化。首先，采用正交试验参数相关性分析方法，分析桥壳尺寸参数对性能参数的影响；基于最优空间填充法(OptimalSpace-FillingDesign)抽取样本点，采用克里金（Kriging）插值方法构建响应面，计算确定性系数R2。结果表明：（1）桥壳上部板簧座高度T1、截面A后厚度D1、截面A前厚度D2、截面A上高度D3、截面B上高度D5，以上五个变量对性能参数影响较大，选为优化设计尺寸；（2）验证点对于响应面模型的R2均大于0.95，在工程问题上是可以接受的。紧接着，设置桥壳的设计参数、优化目标及约束条件；采用基于Pareto排序的多目标遗传算法（MOGA）进行多目标优化。得到9组备选尺寸优化解。　　采用基于蒙特-卡洛抽样的6σ可靠性分析方法，对9组备选确定性优化解进行了可靠性分析，结果表明：（1）9号备选优化解为桥壳最终优化尺寸；（2）优化桥壳主体质量相比原桥壳的减少了11.84%，桥壳最大应力Pmax、最大变形量Dmax为最小值且它们的可靠性较高；（3）在进行桥壳确定性优化时，应将桥壳最大应力设为第一优化目标、桥壳质量设为第二优化目标。
作者：	周鹏
专业：	车辆工程
导师：	林荣会;魏金宝
授予学位：	硕士
授予学位单位：	青岛理工大学
学位年度：	2021