白车身静动刚度组件灵敏度分析与轻量化设计

发布时间：2017-11-06 02:29

  本文关键词：白车身静动刚度组件灵敏度分析与轻量化设计

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【摘要】：为了指明白车身结构轻量化设计中结构修改的方向,对结构优化中每次迭代均需用到的灵敏度信息进行分析。为建立白车身结构组件的参数化有限元模型,将每块钣金组件所有板单元共享设计变量。通过分别定义外载荷与有限元节点位移函数、有限元模态方程特征值函数,并采用对多重复合函数求导的方法,先后建立车身静态扭转刚度与静态弯曲刚度、动态频率刚度模型,并得到车身静动刚度关于板厚的灵敏度信息。针对静态弯扭刚度表达式中位移响应数量远小于设计变量数量的问题,采用伴随变量灵敏度方法求解,先求解白车身的灵敏度信息,再根据灵敏度队列修改板件厚度。研究结果表明:得到的位移灵敏度能进一步提高分析效率;有6组组件板厚小幅增加,另有5组组件板厚大幅减小;提高了扭转刚度、弯曲刚度和1、2、3阶频率动刚度,减轻了车身质量。本文方法较之有限差分法具有更高精度和效率,有利于得到高刚度、轻质量的车身结构。
【作者单位】： 长安大学汽车学院;中国第一汽车股份有限公司技术中心;吉林大学机械科学与工程学院;
【基金】：国家自然科学基金项目(51575226) 中央高校基本科研业务费专项资金项目(2013G5220007) 吉林省科技发展计划项目(20140101071JC)
【分类号】：U463.82
【正文快照】： 0引言作为节能减排的重要手段,汽车轻量化已经成为汽车工业发展的重要潮流。汽车每减重10%,燃油经济性可提升7%左右[1]。汽车轻量化设计可从材料选择与结构优化2个方向入手[2]。结构优化的理论基础是有限元法与非线性优化算法的结合,其关键在于灵敏度(梯度)信息的求解,灵敏度

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本文编号：1146975