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基于多层次优化方法的车身底板结构概念设计
| 论文题名： | 基于多层次优化方法的车身底板结构概念设计 |
| 关键词： | 汽车车身;底板结构;概念设计;多层次优化法;性能仿真 |
| 摘要： | 在汽车工业的蓬勃发展的今天，人们的生活质量也逐渐提高，大家开始更加倾向于关注汽车的舒适性、安全性和燃油经济性等性能。汽车轻量化是当今汽车工业发展的趋势，如何平衡汽车的各项性能与轻量化之间的矛盾问题已经成为近几年的重点研究领域。汽车底板结构作为车身中非常重要的部分之一，起着衔接发动机舱和行李舱以及承载乘员舱的作用，底板的结构性能将决定整车的刚度、强度及抗冲击性能。因此，进行车身底板结构的优化设计对整个车身的结构性能及轻量化具有重要的意义。 本文首先采用有限元分析方法建立了基于梁单元的概念车身结构有限元模型，对该模型进行结构性能分析并将结果与详细模型的结果进行对比，验证了使用简化矩形梁截面的梁单元有限元模型的准确性，并分析了底板梁的拓扑结构及底板梁的连接位置这两个决定着底板结构设计的因素对整个车身结构性能的影响。结果表明这两个因素对车身结构的性能均有不同程度的影响，并且可以通过优化的手段寻求最优的设计方案。为了解决不同影响因素所引入的设计变量之间的耦合关系，本文将多层次优化方法引入到底板结构布局的设计中，对底板梁拓扑结构及底板梁连接位置实施分层级优化，并通过不同层级之间设计目标与设计约束之间的转换，采用全局优化算法中的多岛遗传算法，对离散的底板拓扑结构进行优化设计，得到三种不同工况算例下的最优底板结构设计。通过与优化前原结构的对比，优化后的结构在增加一定质量的前提下提高了车身结构的性能，通过对比刚度等指标的比较可以看出优化后的性能有所提升。 本文将多层次优化方法引入到车身底板结构的概念设计当中，最后通过实例验证了该方法的正确性和实用性，对后续白车身底板结构的详细设计具有一定的指导意义。 |
| 作者： | 王洪宇 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 侯文彬 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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