基于參數(shù)化方法的車門性能分析及車門輕量化優(yōu)化.pdf

1、汽車車門作為整車的一個重要組成部分，幾乎占據(jù)了整個車身的側(cè)面，其性能的好壞直接影響著整車性能的好壞，因此對車門性能進行仿真分析研究，及時發(fā)現(xiàn)并修正車門結(jié)構(gòu)的不足很有必要。另外，車門質(zhì)量在整車質(zhì)量中占據(jù)著很大的比例，車門輕量化對整個車身的輕量化具有很大的貢獻，且以往的車門輕量化研究只優(yōu)化了車門板材的厚度，并未對車門部件的形狀和位置進行優(yōu)化，但車門部件的形狀和位置對車門性能具有重要影響，因此基于形狀、位置和厚度的輕量化優(yōu)化研究具有一定的意義

2、。
　　本文以某國產(chǎn)轎車車門為研究對象，首先基于傳統(tǒng)的有限元方法對車門進行了模態(tài)、橫向剛度、內(nèi)板腰線剛度、外板腰線剛度、外板表面剛性和抗凹性分析，其目的一方面是檢驗車門的結(jié)構(gòu)設(shè)計是否合理，另一方面為基于參數(shù)化方法的車門性能分析提供參考。分析結(jié)果表明車門外板的表面剛性不足，經(jīng)過改進車門結(jié)構(gòu)后，最終提高了車門表面剛性性能;車門其他性能指標均滿足了設(shè)計要求。
　　其次基于參數(shù)化方法進行了車門性能分析。利用參數(shù)化軟件SFE-Conc

3、ept建立車門參數(shù)化幾何模型和參數(shù)化有限元模型，并對車門進行了模態(tài)和橫向剛度分析;通過對比分析由傳統(tǒng)有限元方法計算的車門性能數(shù)據(jù)，驗證了參數(shù)化模型的可靠性;并在此模型的基礎(chǔ)上研究了車門把手布置對車門性能的影響關(guān)系。
　　最后基于參數(shù)化方法進行了車門結(jié)構(gòu)輕量化單目標優(yōu)化。確定了以車門質(zhì)量最輕為主要優(yōu)化目標，以車門一階彎曲模態(tài)頻率、一階扭轉(zhuǎn)模態(tài)頻率、橫向剛度、內(nèi)板腰線剛度和外板腰線剛度為約束條件，以5個厚度變量和4個形狀變量為設(shè)計變量

4、的優(yōu)化問題。采用優(yōu)化拉丁超立方試驗設(shè)計方法進行了試驗設(shè)計，并以模型精度最高為依據(jù)建立各近似模型，并對各近似模型精度進行了評價。然后采用混合整型序列二次規(guī)劃法算法(MISQP)對車門輕量化單目標優(yōu)化問題進行求解，并對優(yōu)化結(jié)果進行了仿真驗證;結(jié)果表明車門在性能不降低甚至有所提高的情況下，質(zhì)量減重了0.58％。為了進一步減重車門質(zhì)量，本文強制減薄了車門部件的部分板材厚度，并根據(jù)工程經(jīng)驗對車門部分結(jié)構(gòu)做了調(diào)整。
　　最后的仿真結(jié)果表明，在