基于剛度特性的車身結構輕量化研究.pdf

1、汽車的輕量化對節(jié)能減排具有重大的意義,因此輕量化技術研究已經成為了汽車行業(yè)的熱點研究領域之一。優(yōu)化結構、采用輕量化材料和應用新工藝是汽車輕量化設計的三個主要途徑。在當前不會明顯提高汽車成本的情況下,通過優(yōu)化結構實現(xiàn)汽車的輕量化設計得到了廣泛的研究和應用。本文基于剛度特性,對車身結構輕量化設計中的三個關鍵技術——拓撲優(yōu)化、靈敏度分析和6s穩(wěn)健性優(yōu)化進行了研究,主要內容如下:
　　 1.基于整體車身結構拓撲優(yōu)化的輕量化研究。傳統(tǒng)的拓

2、撲優(yōu)化集中在對零件減重孔的位置和尺寸進行優(yōu)化設計,而忽略了整體車身結構的空間拓撲優(yōu)化。在概念設計階段,本文利用拓撲優(yōu)化技術對整體車身結構進行優(yōu)化設計,得到最優(yōu)的車身承載骨架,從而為車身詳細設計階段的輕量化提供指導。
　　 2.基于剛度靈敏度分析的白車身輕量化研究。傳統(tǒng)的靈敏度分析往往只對某一部分零件進行靈敏度分析,而且不能對靈敏度的大小進行合理的評價,導致利用靈敏度分析對零件進行尺寸優(yōu)化不能取得令人滿意的結果。本文分析了白車身所

3、有零件的靈敏度,提出了靈敏度的評價指標——相對靈敏度和平均相對靈敏度,對相對靈敏度低于平均相對靈敏度的白車身大板件的厚度尺寸進行優(yōu)化,從而實現(xiàn)了白車身的輕量化設計。
　　 3.基于6s穩(wěn)健性優(yōu)化的車門輕量化研究。目前的汽車結構輕量化研究多集中在輕量化途徑上,而忽略了輕量化汽車性能的穩(wěn)健性。實際上,汽車的制造和使用過程存在許多不確定性因素,當設計變量波動時,可能導致汽車性能指標超出約束邊界或者對變量的波動極為敏感,從而降低汽車的品