白車身結(jié)構(gòu)分析及多目標(biāo)優(yōu)化研究.pdf

1、隨著各種先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，汽車開發(fā)周期正不斷縮短，而現(xiàn)在轎車的更新?lián)Q代從某種程度上說正是車身的更新?lián)Q代，所以車身的開發(fā)能力直接決定了企業(yè)的行業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力。車身作為整車受力部件，應(yīng)有足夠的性能滿足其使用要求。白車身的設(shè)計(jì)階段是出現(xiàn)問題并且不容易發(fā)現(xiàn)問題的階段，而這些問題等到測(cè)試甚至生產(chǎn)以后再發(fā)現(xiàn)進(jìn)行修改所需要的費(fèi)用和時(shí)間都會(huì)大大增加，所以應(yīng)在設(shè)計(jì)階段對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)分析及優(yōu)化。使用有限元方法可以在白車身從圖紙變?yōu)楫a(chǎn)品之前對(duì)其結(jié)構(gòu)各項(xiàng)性能進(jìn)行評(píng)價(jià)，及

2、早的發(fā)現(xiàn)問題并修正車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
　　 本文主要內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面：
　　 (1)論述了有限元分析的一般方法及其在白車身應(yīng)用方面的基本理論，給出了建立有限元模型的一般流程，并針對(duì)某轎車建立了完整的白車身有限元模型。模擬靜態(tài)載荷與約束進(jìn)行結(jié)構(gòu)性能分析，確保白車身具有足夠的靜態(tài)結(jié)構(gòu)性能滿足轎車裝配和使用要求。
　　 (2)論述了疲勞累積損傷理論及常用的分析方法，使用濾波白噪聲法，以Matlab/Simulink為工

3、具構(gòu)建B級(jí)路面載荷譜。在白車身基礎(chǔ)上建立車輪及懸架模型，并將發(fā)動(dòng)機(jī)、座椅和成員、車門等載荷施加到各自質(zhì)心處，對(duì)白車身進(jìn)行60km/h的B級(jí)路面行駛仿真分析。得出瞬態(tài)響應(yīng)分析結(jié)果并以此為基礎(chǔ)對(duì)白車身進(jìn)行結(jié)構(gòu)疲勞強(qiáng)度分析，驗(yàn)證白車身的疲勞可靠性。
　　 (3)對(duì)白車身進(jìn)行模態(tài)及各板件靈敏度分析，確定優(yōu)化目標(biāo)并選取相對(duì)靈敏度較高的板件作為設(shè)計(jì)變量。使用響應(yīng)面法在基于最優(yōu)拉丁方采樣方法獲取的樣本點(diǎn)基礎(chǔ)上，構(gòu)建考慮白車身模態(tài)及質(zhì)量的多目標(biāo)

4、數(shù)學(xué)模型，結(jié)合NSGA-II算法對(duì)白車身模態(tài)進(jìn)行優(yōu)化，快速得出模態(tài)最大值、質(zhì)量最小值的非劣解集，根據(jù)實(shí)際需要選取優(yōu)化解。將有限元方法與多目標(biāo)優(yōu)化研究相結(jié)合來提高白車身固有頻率，實(shí)現(xiàn)了白車身質(zhì)量得到控制的基礎(chǔ)上整體動(dòng)剛度特性取得明顯改善。
　　 本文基于有限元方法，通過規(guī)范的力學(xué)建模以及邊界條件設(shè)置，進(jìn)行白車身性能分析，并選取合適的設(shè)計(jì)變量進(jìn)行優(yōu)化，有利于縮短開發(fā)周期。本文是CAE工程應(yīng)用性課題，在研究基礎(chǔ)上對(duì)以后的工作提出了展望