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原文传递仪表板总成性能分析及优化

论文题名：	仪表板总成性能分析及优化
关键词：	仪表板总成;模态分析;尺寸优化;乘员碰撞保护;头部碰撞区域;人机工程;汽车内饰
摘要：	仪表板总成是汽车内饰中的关键部件，也是轿车车厢内最引人注目的部件。仪表板总成除了要满足功能性要求，还要满足许多安全法规的要求，包括乘员碰撞保护要求(头部碰撞，膝部碰撞)，人机工程要求，外观要求等。计算机辅助设计技术可以快速对仪表板总成的模态性能、刚度性能、头部碰撞性能指标进行评价，指导结构设计，从而降低开发成本。　　本文首先基于仪表板总成的基本结构，建立了仪表板总成的静态分析模型。为检验仪表板总成的振动特性，参考仪表板总成的模态试验要求，计算仪表板总成的约束-自由模态；为验证仪表板总成的刚度，进行了垂向2g重力加速度分析；根据灵敏度分析结果，选取其中21个部件作为设计变量，以仪表板总成的总质量最小作为优化目标，以仪表板总成的模态性能和刚度性能作为约束函数，进行尺寸优化；在参考欧洲法规ECE21得到的有效头部碰撞区域内选取了10个点进行头部碰撞仿真。结果表明，仪表板总成一阶整体固有频率为35.6Hz，高于标准规定的34Hz，整体模态性能良好；仪表板总成的最大位移为0.73mm，远远小于2mm的要求，仪表板总成刚度良好；优化后，仪表板总成质量由优化前的38.14Kg下降到35.86Kg，减重比为5.98％；有两处位置不满足法规要求，主要原因是局部刚度过大，结构需进一步修改。　　另外本文提出灵敏度并非越大越好，应从有利于目标函数和约束函数的角度来筛选变量，并指出变量筛选应按照如下步骤进行：首先选取对目标函数最敏感的变量；其次选取既有利于减重又有利于约束函数收敛的变量；然后选取对约束函数不敏感的变量；然后选取不利于约束函数收敛的变量并用于排除已选择的变量；最后去除变量中的不可更改的部件。　　鉴于国内关于仪表板头部碰撞研究较少的情况下，本文参考国内外关于仪表板头部碰撞的法规对头部碰撞中的若干问题进行了讨论，包括头部碰撞区域的确定，免检区域的确定，头部碰撞点的选取，撞击点和撞击角度的确定。并得出欧洲法规和美国法规在头部碰撞区域的定义上基本相同，但是在免检区域以及撞击点和撞击角度的确定上有很大的差别。　　本文对仪表板总成的模态分析关乎乘员的乘坐舒适性，对仪表板总成的头部碰撞研究关乎乘员的安全性，对汽车技术的提高有很大的贡献。
作者：	刘伟萍
专业：	车辆工程
导师：	钟绍华
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2010
正文语种：	中文