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基于新型板材的汽车车门轻量化优化设计
| 论文题名： | 基于新型板材的汽车车门轻量化优化设计 |
| 关键词： | 汽车轻量化;车门;激光拼焊板;轧制差厚板;静刚度;有限元仿真 |
| 摘要： | 伴随着我国汽车保有量的快速增长，能源短缺与环境污染日益严重，节能和环保问题越来越受到人们的重视，而实现汽车整车的轻量化能够有效地解决这两个问题。车门作为汽车上的一个重要零部件，有很大的减重空间，并且车门的轻量化研究方法对于研究整车轻量化有一定的指导意义。激光拼焊板和轧制差厚板是两种新型的轻量化板材，将这两种板材应用于汽车制造中能够有效地减轻汽车的质量。目前，激光拼焊板已经在车门上有了较多的应用案例，众多学者也进行了相关的研究工作，而轧制差厚板在车门上的应用和研究工作还相对较少。 本文利用有限元仿真手段对车门进行静刚度分析，其中静刚度包括车门下沉刚度、窗框侧向刚度和车门腰带侧向刚度，根据各工况下内板上应力的分布情况，确定了车门内板上主要承受载荷的部位为车门与铰链连接处、车门窗口处和车门腰带处，并据此将内板分块化处理。 经分析可知，车门内板适合采用激光拼焊板和轧制差厚板设计制造。本文使用HyperWorks、MATLAB等软件，并结合正交试验法、二阶响应面法，分别用激光拼焊板和轧制差厚板对车门内板进行优化设计，达到了很好的减重效果。首先使用激光拼焊板，针对各块母板的厚度以及焊缝的位置进行了优化，获得了各母板的最佳厚度以及焊缝的最佳位置，优化后的车门结构最终质量减轻了9.95％;然后使用TRB板设计车门内板，针对各区域的厚度、过渡区的位置以及过渡区的长度进行了优化，获得了各区域的最佳厚度、过渡区的最佳位置以及过渡区的最佳长度，优化后的车门结构质量减轻了14.9％。通过对正交试验结果进行分析，确定了车门静刚度的主要影响因素:车门下沉刚度的主要影响因素为与铰链连接处内板的厚度;窗框侧向刚度的主要影响因素为窗框处内板的厚度;车门腰带侧向刚度的主要影响因素为车门腰带处内板的厚度。 本文的研究结果表明:使用激光拼焊板和轧制差厚板对车门内板进行优化，都能够达到减轻车门质量的目的，使用轧制差厚板的减重效果比使用激光拼焊板效果更好。 |
| 作者： | 霍孝波 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 刘立忠 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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