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基于NVH性能的白车身复合材料铺层设计研究
| 论文题名： | 基于NVH性能的白车身复合材料铺层设计研究 |
| 关键词： | 白车身;复合材料;铺层设计;铺层优化 |
| 摘要： | 近几年，国家大力倡导发展新能源，特别是在汽车行业，新能源汽车的发展得到国家的大力支持和各汽车企业的关注，其中电动汽车在全国汽车市场陆续出现，而电动汽车的续航问题成为了汽车工业中的重要研究课题。对于电动汽车续航能力的提升，轻量化是一种较为有效的方法，目前复合材料轻量化技术在国内外的应用已经基本成熟，车身作为整车各附件的主要载体，而白车身是车身的核心及设计开发中的重要环节，应用复合材料轻量化方法优化白车身对于电动汽车续航能力的提升有重要的意义。本论文以某款国产电动概念汽车白车身作为研究对象，应用等代设计方法和有限元仿真方法对该白车身基于内饰车身（TB）NVH性能进行层合板复合材料铺层设计。本论文的主要工作如下： (1)BIP复合材料白车身的有限元建模及基本性能分析。根据车身CAD数模创建BIP白车身有限元模型；应用等代设计方法基于车身原有数模尺寸和复合材料基本性能对白车身部分结构进行层合板铺层设计；通过分析白车身的模态、弯扭刚度、开口变形率及动刚度验证复合材料白车身有限元模型的正确性。 (2)TB车身的有限元建模及NVH仿真分析。根据CAD数模及BIP复合材料白车身有限元模型创建TB车身的有限元模型；搭建声腔模型（车身+座椅），通过声腔模态分析验证声腔模型正确性；联合NTF、ODS及PFP三种NVF仿真分析方法研究该电动概念车TB车身在低频段的NVH性能，通过NTF分析找出各激励点各方向激励下响应点声压较大的频率点或者频率段，接着将NTF分析结果作为ODS分析的条件，找出车身在各频率点下变形较大的板件，最后通过PFP分析找出ODS分析结果中对响应点声压贡献量较大的板件。 (3)优化BIP复合材料白车身及刚强度校核。根据BIP白车身基本性能分析结果和TB车身NVH分析结果，联合自由尺寸、尺寸及铺层顺序优化三种复合材料优化方法对白车身相关复材部件进行优化，通过自由尺寸优化得到复合材料层合板中各超级层厚度，基于此结果继续进行尺寸优化，得到超级层中各铺层块的厚度，确定层合板总厚度，最后对层合板中各方向单层板的铺层顺序进行优化；应用有限元仿真方法对白车身相关复材部件优化结果进行NTF验证及刚强度校核。 通过以上工作，本论文验证了复合材料白车身在满足基本性能的前提下，车身整体刚度下降会引起局部结构刚度不足，造成响应点声压较大，通过优化对响应点声压贡献量较大的车身复材板件，可以降低响应点的NTF曲线峰值。 |
| 作者： | 赵春 |
| 专业： | 工程(车辆工程) |
| 导师： | 雷刚;马媛媛 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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