基于拓?fù)鋬?yōu)化的純電動公交客車車身結(jié)構(gòu)設(shè)計及結(jié)構(gòu)分析.pdf

1、基于拓?fù)鋬?yōu)化的純電動公交客車車身結(jié)構(gòu)設(shè)計及結(jié)構(gòu)分析重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文(學(xué)術(shù)學(xué)位)學(xué)生姓名：文光輝指導(dǎo)教師：張華副教授專業(yè)：力學(xué)學(xué)科門類：工學(xué)重慶大學(xué)航空航天學(xué)院二O一五年五月重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要I摘要純電動公交客車以電機(jī)代替?zhèn)鹘y(tǒng)客車的燃油發(fā)動機(jī)，車身承載形式和結(jié)構(gòu)相對傳統(tǒng)燃油客車已經(jīng)發(fā)生改變，作為新型客車車身結(jié)構(gòu)在概念設(shè)計階段引入拓?fù)鋬?yōu)化有著重要意義。近年來，隨著拓?fù)鋬?yōu)化的研究不斷深入和完善，其在例如汽車、航空航天以及建筑等工

2、程領(lǐng)域帶來了較大的經(jīng)濟(jì)價值，同時也成為了結(jié)構(gòu)優(yōu)化領(lǐng)域的前沿、熱點(diǎn)以及重難點(diǎn)課題，越來越多的學(xué)者專注于該領(lǐng)域的研究。本文首先對拓?fù)鋬?yōu)化進(jìn)行了概述，進(jìn)一步討論了目前國內(nèi)外在拓?fù)鋬?yōu)化領(lǐng)域研究的現(xiàn)狀以及拓?fù)鋬?yōu)化在汽車結(jié)構(gòu)設(shè)計中的意義，最后提出了利用拓?fù)鋬?yōu)化的方法對純電動公交客車車身進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化和結(jié)構(gòu)設(shè)計的構(gòu)想。進(jìn)一步對客車車身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計方法以及拓?fù)鋬?yōu)化基礎(chǔ)理論進(jìn)行了簡要介紹，探討了均勻化方法、變厚度法以及獨(dú)立連續(xù)映射方法等各自的特點(diǎn)以及在工程

3、實際中的應(yīng)用。對拓?fù)鋬?yōu)化的數(shù)學(xué)算法例如序列線性規(guī)劃法、序列二次規(guī)劃法、序列凸規(guī)劃法和序列增廣拉格朗日法等進(jìn)行了研討，最后確定利用基于simp插值方式的變密度法對純電動公交客車車身進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計。最后基于多目標(biāo)多工況拓?fù)鋬?yōu)化方法對純電動公交客車車身進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計。介紹了多目標(biāo)拓?fù)鋬?yōu)化的基本理論，并且以客車正常行駛中的四種典型工況的柔度和車身自由模態(tài)前六階頻率為優(yōu)化目標(biāo)，進(jìn)而建立了多目標(biāo)多工況拓?fù)鋬?yōu)化數(shù)學(xué)模型，根據(jù)純電動公交客車的概念設(shè)

4、計要求，建立了客車拓?fù)鋬?yōu)化的有限元模型，通過Optistruct優(yōu)化軟件對車身結(jié)構(gòu)進(jìn)行了迭代計算。通過對迭代曲線的分析確定拓?fù)鋬?yōu)化可靠，然后基于拓?fù)鋬?yōu)化的結(jié)果進(jìn)行車身結(jié)構(gòu)設(shè)計。針對最后的車身結(jié)構(gòu)，利用有限單元法對純電動公交客車車身進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析，分析的主要內(nèi)容有車身在四種典型工況下的靜態(tài)強(qiáng)度剛度以及車身前六階自由頻率。有限元結(jié)構(gòu)分析的結(jié)果表明，基于拓?fù)鋬?yōu)化的純電動公交客車車身結(jié)構(gòu)滿足基本的強(qiáng)度剛度要求，并且低階模態(tài)頻率避開了客車在正常行駛