基于拓扑优化原理的乘用车车身关键件结构轻量化设计

被引量 : 7次 | 上传用户:talygs
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
现如今新能源汽车、节能和减排已经是今后汽车行业发展的目标,而所需燃料或电池的多少,与汽车自重密切相关。其中车身重量在整车中所占比例较大,因此车身的轻量化程度直接影响整车的节能和减排的效果。实现车身轻量化的途径主要有:优化车身的空间拓扑结构形式,使各种工作载荷及碰撞冲击载荷能有效地进行传递;减小车身尺寸或减薄零部件的厚度;优化零件形貌,减少用于增强刚度的加强件的数目;通过改进零件成形及连接工艺减少零件数目;采用低密度材料替换高密度材料等。此外轻量化的同时,还必须满足车身结构的强度与刚度、振动与噪声、碰撞与吸能等设计准则和各种法规,并保证工艺性和经济性。一切指标的好坏最终以人体感受为评价指标,因此车身轻量化还涉及与生物力学或人体生理学相关的人机工程学,特别是汽车正常行驶或发生碰撞事故时的动态人机界面涉及方法学。本论文选用汽车左前门防撞杆作为研究对象,对目前市面流行的欧美和日韩车型所选用的车门防撞杆的结构类型做了研究统计,对不同结构在工程运用的优劣、碰撞性能和乘员保护等方面做了对比分析;对拓扑优化的发展史,原理、数学模型和常用算法做了深入研究与拓展,并以拓扑优化原理为基础,借助有限元软件Hypermesh进行网格划分、网格质量检查,并结合求解器OptiStruct对优化模型进行描述,设定优化目标,设计变量及建立约束条件等步骤求得防撞杆的轻量化的结构形式。本论文的工作目的在于以防撞杆为示例,系统地研究拓扑优化原理在车身轻量化设计中的运用,提高乘用车的碰撞安全性,降低车身质量和油耗。研究方法及创新点:通过对目前欧美和日韩经济性车型采用的防撞杆的结构及材料进行统计调查后,分别对比分析了不同截面的结构性能,在此基础上通过三维软件设定包含所有截面尺寸的初始拓扑结构几何模型,再导入到有限元分析软件HyperWorks中进行网格划分及检查,再根据设计工况进行材料属性、设计参数变量设定,创建载荷集,施加约束边界条件、施加力、创建载荷工况,最后根据优化目标定义拓扑优化的设计变量、定义优化响应(体积分数)和目标函数(最小值),在Hypermesh中完成以上工作之后,再导入到结构优化软件OptiStruct中进行拓扑优化运算得出满足设计要求的拓扑结构,并将拓扑优化结果导入到三维软件中进行二次设计,得到更适合实际使用和布置情况的结构。
其他文献
目前,有关学习策略培训对学生听说读写能力影响的研究相对丰富,但是学习策略培训对学习者本身和学习过程影响的研究相对不足,特别是历时研究。本研究通过4次问卷调查,历时考
土地产权制度改革在新时期受到了经济社会各方面新的挑战,原有的产权改革理论已经无法适应现阶段土地利用和管理实践的需要。如何在原有产权改革的基础上,将土地产权的政治性
在现今市场利益主体呈多元化发展的背景下 ,个人独资企业的民事主体地位应当得到确立。那种把“能否独立承担民事责任作为判断能否成为民事主体的标准”的观点是错误的。个人
佛教从公元初年开始传入越南。根据有关资料记载,竹林禅派出现之前,在越南已有三个主要禅派从中国传过。即:毗尼多流支禅派(Vinitaruchi),无言通禅派与草堂禅派。三个上述禅派
"并置"是随着西方反理性主义的思潮而出现在艺术领域中的表现手段。美国现代主义诗人庞德的"并置"诗学因吸收了中国古诗之精髓并受汉字美学的启示而得以拓展,成为开发诗歌能
本研究从知觉维度、社会维度和心理维度对理工科大学生的学习风格进行了调查,同时对英语教师的教学策略开展了学生评估型的多维度调查,并对二者之间的关系进行了分析探讨,以
目的分析医师对儿童群体开具处方药的标准,保证处方药使用的科学性和安全性.方法选取2016年8月至2017年7月期间到门诊开具处方药的病例,共计12919份.结果 12919份处方药里,96
关联理论是认知语用学中的重要理论之一,它的产生及发展为语言学和语言学习的研究开辟了新的领域。英语阅读理解是一种跨文化的语言交际方式,在关联理论的视角下,英语阅读理
学生活动的设计注重活动的有效性、互动性、针对性,应以教学目标为宗旨,有的放矢,侧重学生主体性的发挥,以实现教学效益的最大化. 在具体实施中,可以活动的实效性为核心,精于设计,有
医疗作为与公民息息相关的行业,承载着公民和社会诸多的希望,但医疗损害的不断出现,特别是近年来,医疗纠纷愈发严重,医患关系日趋紧张,给公民、医方带来无尽的烦恼。虽然我国