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基于拓扑优化的某商用车驾驶室轻量化设计
| 论文题名： | 基于拓扑优化的某商用车驾驶室轻量化设计 |
| 关键词： | 商用车;驾驶室;轻量化设计;疲劳寿命 |
| 摘要： | 商用车驾驶室是整个商用车结构性能要求最高的部位，其结构性能以及可靠性直接影响整车生命周期以及车辆市场竞争力。本文基于多目标拓扑优化的结构优化方法，对商用车驾驶室白车身进行了结构优化，提出了轻量化方案并进行了分析。通过疲劳寿命分析，对方案的合理性进行了评估。 首先，分析了国内外结构优化以及疲劳分析的研究现状与发展趋势，讨论了结构优化以及疲劳分析的主要方法。介绍了结构优化的基础理论，引入本文使用的多目标拓扑优化方法和理论，讨论了建立商用车驾驶室白车身多目标拓扑优化模型的方法。 其次，建立商用车驾驶室白车身有限元模型，对商用车驾驶室白车身的弯曲工况、扭转工况的静力学特性以及模态特性进行了分析，得出驾驶室白车身基本符合静力学特性要求和模态要求。 接着，基于商用车驾驶室白车身多目标拓扑优化数学模型和白车身结构性能，确定拓扑优化的优化空间、约束条件和目标函数，对白车身进行了多目标拓扑优化，根据拓扑优化结果提出调整后板窗户大小、上前顶板厚度降低0.1mm的轻量化方案，共减重2.5kg。对优化车型进行结构性能的分析，优化车型白车身与原车型在结构性能方面差异很小，能够满足要求。 最后，对优化车型白车身进行疲劳寿命分析，将驾驶室白车身单位应力分布结果、材料的疲劳特性曲线以及载荷谱作为输入，得到了疲劳性能较为薄弱的部位主要在车身底部、门框、后板等处，并与原车型进行对比，优化车型与原车型在疲劳性能方面的变化较小，轻量化方案满足疲劳寿命要求。 |
| 作者： | 赵一凡 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 王良模 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南京理工大学 |
| 学位年度： | 2020 |
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