基于側(cè)碰安全性的高強(qiáng)度鋼車(chē)身拼焊板零件設(shè)計(jì)方法研究.pdf

1、傳統(tǒng)的拼焊板零件設(shè)計(jì)主要依靠工程技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行“試錯(cuò)”設(shè)計(jì)來(lái)提高零件的綜合使用性能。該方法往往耗時(shí)長(zhǎng)、費(fèi)用高，還往往難以保證拼焊板零件的實(shí)用性和可靠性，特別是對(duì)于考慮車(chē)輛耐撞性的車(chē)身拼焊板零件設(shè)計(jì)。隨著有限元方法的發(fā)展和成熟，CAE技術(shù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于汽車(chē)零件設(shè)計(jì)中。有限元分析方法促進(jìn)了車(chē)身零件的設(shè)計(jì)效率，一定程度上避免了設(shè)計(jì)的盲目性、減少了設(shè)計(jì)成本以及縮短了車(chē)身結(jié)構(gòu)的開(kāi)發(fā)周期，可是有限元方法本身僅僅是一種分析手段和工具，其主要功能只

2、是對(duì)給定的設(shè)計(jì)方案進(jìn)行驗(yàn)證和校核，設(shè)計(jì)工作仍然離不開(kāi)“試錯(cuò)”。因此為了充分發(fā)揮CAE技術(shù)的潛能，本文將CAE技術(shù)與優(yōu)化算法相結(jié)合來(lái)提高車(chē)身拼焊板零件設(shè)計(jì)的效率與效果。因此本文主要圍繞車(chē)身拼焊板零件焊縫線(xiàn)的確定方法、側(cè)面耐撞性關(guān)鍵部件的確定手段、近似模型技術(shù)、拓?fù)鋬?yōu)化方法與多目標(biāo)優(yōu)化方法等內(nèi)容開(kāi)展深入的研究。
　　主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　(1)建立了詳細(xì)的汽車(chē)側(cè)面碰撞模型并驗(yàn)證其正確性，然后通過(guò)改變車(chē)身主要部件的材料屬性進(jìn)行多

3、次整車(chē)側(cè)碰仿真分析，對(duì)車(chē)身各位置的侵入速度和侵入量作了詳細(xì)的對(duì)比分析，研究各零部件對(duì)整車(chē)側(cè)碰性能的貢獻(xiàn)量。研究表明車(chē)門(mén)處和B柱部分的材料分布與匹配對(duì)車(chē)輛側(cè)碰性能有顯著的影響。
　　(2)開(kāi)展拼焊板拉伸試驗(yàn)，研究焊縫對(duì)拼焊板材料性能的影響，通過(guò)試驗(yàn)與仿真結(jié)果的對(duì)比分析，得出共節(jié)點(diǎn)焊縫模型適用于剛度分析的結(jié)論。然后采用改進(jìn)型的雙向漸進(jìn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，開(kāi)發(fā)出適用于多剛度和多材料拼焊板零件設(shè)計(jì)的焊縫確定系統(tǒng)，并集成焊縫確定系統(tǒng)、靈敏性分析和

4、尺寸優(yōu)化方法，提出了一套拼焊板零件設(shè)計(jì)的新方法。應(yīng)用提出的方法對(duì)拼焊板車(chē)門(mén)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，研究結(jié)果表明在保證拼焊板車(chē)門(mén)各種剛度模態(tài)性能要求下，車(chē)門(mén)系統(tǒng)的重量得到較大降低。
　　(3)開(kāi)展了基于整車(chē)側(cè)面碰撞近似模型的車(chē)身拼焊板零件優(yōu)化設(shè)計(jì)工作，提出了合理的拼焊板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案，成功構(gòu)造了基于響應(yīng)面的近似數(shù)學(xué)模型并驗(yàn)證其精度，接著建立基于側(cè)面碰撞安全性的多目標(biāo)優(yōu)化模型，分別運(yùn)用多目標(biāo)遺傳算法和多目標(biāo)粒子群算法對(duì)近似模型進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，從材料