基于正交试验设计的某SUV前副车架多目标拓扑优化
发布时间：2022-02-10 06:17
近年来,CAE技术在汽车开发过程当中扮演者相当重要的角色。本文基于某SUV前副车架进行了拓扑优化设计。首先论述了拓扑优化重要性,总结了拓扑优化技术在国内外的研究现状。然后在有限元软件Hypermesh里建立了前副车架的有限元模型,并进行了强度分析和模态分析,结果表明前副车架满足安全使用要求。然后根据原前副车架确定了拓扑优化设计空间,约束加载情况参考原前副车架。接下来。在Optistruct里进行了单工况下的静态拓扑优化和动态低阶频率拓扑优化,得到每种情况下的拓扑优化结果。然后采用折衷规划法,同时考虑静态多工况和动态低级频率的多目标多工况进行拓扑优化。对于六种工况的加权系数的确定,本文采用正交实验设计方法,通过列正交表,对权值系数进行分配组合。根据正交表所列试验方案依次进行试验。最后利用极差分析法对试验结果进行分析,得到了最优的加权系数组合。最终得到比较理想的结构形状。。最后,对原前副车架进行了尺寸优化,首先利用灵敏度分析可以得到结构的质量、模态、应力对零件厚度值的灵敏程度。然后根据灵敏度分析结果,选取对性能指标影响比较大的零件进行尺寸优化。经过优化之后的前副车架,轻量化效果明显。并且对...
【文章来源】：河北工程大学河北省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
板壳式
稳定性、平顺性、NVH 特性等整车性能有很好的研究价值。1.3.1 副车架分类副车架分类方式有多种，例如：(1)按照副车架的结构形式及工艺分类，可以分成板壳式冲压副车架和式弯曲副车架。板壳式冲压副车架能保证加工出的零件保持一致性，适合批生产。后者与前者相比，本身焊接部分少，较适用于改装设计。(2)按照与车身的连接方式分类，可以分为半承载式副车架和全承载式架。前者有一部分悬挂部件与车身相连，相比较半承载式，全承载式副车架结构特点是，悬挂的所有零件都与副车架连接。与前者相比，后者的抗振动能更加的明显。(3)按照副车架的本体材料分类，可以分为钢制副车架和铝合金制副车前者与后者相比，成本低、性能能够得到保障。下图为常见的副车架下面几个为常见的副车架类型。
对前副车架的结构性能影响比较小，可以进行删除处理。)删除工艺孔、翻边等工艺结构。压板件上会有孔径在 l0mm 左右的工艺孔，其中一部分还背焊了螺构会影响到整体模型的网格划分，而其对结构的力学特性基本没些孔在仿真中应予以简化。另外一些翻边结构只是为了保证安装零性，对结构的整体性能影响也不大，所以也可以进行删除处理。但孔以及影响到整体或局部强度刚度的结构应保留。网格划分1）单元类型及尺寸的选取副车架主要由冲压件构成，厚度范围一般为 1-3mm。根据前副车架，本文采用四边形单元，在不规则区域搭配选择三角形单元进行网特殊位置的实体零件则选取实体单元进行模拟。根据前副车架结构尺寸为 4mm 作为单元的基本尺寸划分网格。图 2.1 为其中两个零模型。
【参考文献】：
期刊论文
[1]刚度、强度与频率约束下的白车身板厚尺寸优化[J]. 左文杰,陈继顺,李亦文,刘念. 汽车工程. 2017(02)
[2]多工况下某越野车车架多目标拓扑优化设计[J]. 陈震,丁玲,王含中. 上海汽车. 2014(04)
[3]基于SIMP理论的电动汽车车身多目标拓扑优化[J]. 谢伦杰,张维刚,常伟波,崔杰. 汽车工程. 2013(07)
[4]基于拓扑优化与灵敏度分析的客车车身轻量化研究[J]. 周伟. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2013(04)
[5]某越野车车架拓扑优化设计[J]. 丁玲,朱雄. 湖北汽车工业学院学报. 2013(01)
[6]燃料电池轿车前副车架轻量化设计[J]. 王树英,郑松林,冯金芝,刘新田. 机械设计. 2013(02)
[7]基于正交试验的大型客车车身结构多工况拓扑优化研究[J]. 高云凯,王婧人,汪翼. 汽车技术. 2011(11)
[8]汽车悬架控制臂的多目标拓扑优化[J]. 祝小元,方宗德,申闪闪,戚玉轩. 汽车工程. 2011(02)
[9]基于刚度和模态灵敏度分析的轿车车身轻量化研究[J]. 段月磊,毕传兴. 噪声与振动控制. 2010(06)
[10]基于Optistruct的车架拓扑优化研究[J]. 高振玲,臧继嵩. 煤矿机械. 2010(05)
博士论文
[1]结构拓扑优化理论及在轿车副车架开发中应用研究[D]. 朱剑峰.北京理工大学 2015
[2]重型商用车驾驶室轻量化分析与优化[D]. 王新宇.吉林大学 2012
[3]连续体结构拓扑优化理论及其在炮塔结构设计中的应用研究[D]. 杜春江.南京理工大学 2008
[4]连续体结构拓扑优化理论与应用研究[D]. 左孔天.华中科技大学 2004
硕士论文
[1]以轻量化为目标的某乘用车车身优化设计与研究[D]. 彭超.河北工程大学 2015
[2]某SUV车架多目标拓扑优化设计[D]. 陈震.合肥工业大学 2014
[3]轿车副车架轻量化设计与研究[D]. 陈琛.华南理工大学 2013
[4]轿车副车架的结构优化及轻量化设计[D]. 杨章程.浙江理工大学 2013
[5]新能源汽车白车身结构拓扑及尺寸优化设计[D]. 王赢利.大连理工大学 2012
[6]某重型汽车车架多目标拓扑优化设计及其有限元分析[D]. 崔伟.湖南大学 2012
[7]某轿车前副车架结构的有限元分析[D]. 张海燕.吉林大学 2011
[8]某SUV车架结构拓扑优化设计[D]. 朱光谦.燕山大学 2010
[9]基于Optistruct拓扑优化的应用研究[D]. 苏胜伟.哈尔滨工程大学 2008
[10]汽车车架拓扑优化设计[D]. 吕品.沈阳理工大学 2008
本文编号：3618397
【文章来源】：河北工程大学河北省
【文章页数】：86 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
板壳式
稳定性、平顺性、NVH 特性等整车性能有很好的研究价值。1.3.1 副车架分类副车架分类方式有多种，例如：(1)按照副车架的结构形式及工艺分类，可以分成板壳式冲压副车架和式弯曲副车架。板壳式冲压副车架能保证加工出的零件保持一致性，适合批生产。后者与前者相比，本身焊接部分少，较适用于改装设计。(2)按照与车身的连接方式分类，可以分为半承载式副车架和全承载式架。前者有一部分悬挂部件与车身相连，相比较半承载式，全承载式副车架结构特点是，悬挂的所有零件都与副车架连接。与前者相比，后者的抗振动能更加的明显。(3)按照副车架的本体材料分类，可以分为钢制副车架和铝合金制副车前者与后者相比，成本低、性能能够得到保障。下图为常见的副车架下面几个为常见的副车架类型。
对前副车架的结构性能影响比较小，可以进行删除处理。)删除工艺孔、翻边等工艺结构。压板件上会有孔径在 l0mm 左右的工艺孔，其中一部分还背焊了螺构会影响到整体模型的网格划分，而其对结构的力学特性基本没些孔在仿真中应予以简化。另外一些翻边结构只是为了保证安装零性，对结构的整体性能影响也不大，所以也可以进行删除处理。但孔以及影响到整体或局部强度刚度的结构应保留。网格划分1）单元类型及尺寸的选取副车架主要由冲压件构成，厚度范围一般为 1-3mm。根据前副车架，本文采用四边形单元，在不规则区域搭配选择三角形单元进行网特殊位置的实体零件则选取实体单元进行模拟。根据前副车架结构尺寸为 4mm 作为单元的基本尺寸划分网格。图 2.1 为其中两个零模型。
【参考文献】：
期刊论文
[1]刚度、强度与频率约束下的白车身板厚尺寸优化[J]. 左文杰,陈继顺,李亦文,刘念. 汽车工程. 2017(02)
[2]多工况下某越野车车架多目标拓扑优化设计[J]. 陈震,丁玲,王含中. 上海汽车. 2014(04)
[3]基于SIMP理论的电动汽车车身多目标拓扑优化[J]. 谢伦杰,张维刚,常伟波,崔杰. 汽车工程. 2013(07)
[4]基于拓扑优化与灵敏度分析的客车车身轻量化研究[J]. 周伟. 合肥工业大学学报(自然科学版). 2013(04)
[5]某越野车车架拓扑优化设计[J]. 丁玲,朱雄. 湖北汽车工业学院学报. 2013(01)
[6]燃料电池轿车前副车架轻量化设计[J]. 王树英,郑松林,冯金芝,刘新田. 机械设计. 2013(02)
[7]基于正交试验的大型客车车身结构多工况拓扑优化研究[J]. 高云凯,王婧人,汪翼. 汽车技术. 2011(11)
[8]汽车悬架控制臂的多目标拓扑优化[J]. 祝小元,方宗德,申闪闪,戚玉轩. 汽车工程. 2011(02)
[9]基于刚度和模态灵敏度分析的轿车车身轻量化研究[J]. 段月磊,毕传兴. 噪声与振动控制. 2010(06)
[10]基于Optistruct的车架拓扑优化研究[J]. 高振玲,臧继嵩. 煤矿机械. 2010(05)
博士论文
[1]结构拓扑优化理论及在轿车副车架开发中应用研究[D]. 朱剑峰.北京理工大学 2015
[2]重型商用车驾驶室轻量化分析与优化[D]. 王新宇.吉林大学 2012
[3]连续体结构拓扑优化理论及其在炮塔结构设计中的应用研究[D]. 杜春江.南京理工大学 2008
[4]连续体结构拓扑优化理论与应用研究[D]. 左孔天.华中科技大学 2004
硕士论文
[1]以轻量化为目标的某乘用车车身优化设计与研究[D]. 彭超.河北工程大学 2015
[2]某SUV车架多目标拓扑优化设计[D]. 陈震.合肥工业大学 2014
[3]轿车副车架轻量化设计与研究[D]. 陈琛.华南理工大学 2013
[4]轿车副车架的结构优化及轻量化设计[D]. 杨章程.浙江理工大学 2013
[5]新能源汽车白车身结构拓扑及尺寸优化设计[D]. 王赢利.大连理工大学 2012
[6]某重型汽车车架多目标拓扑优化设计及其有限元分析[D]. 崔伟.湖南大学 2012
[7]某轿车前副车架结构的有限元分析[D]. 张海燕.吉林大学 2011
[8]某SUV车架结构拓扑优化设计[D]. 朱光谦.燕山大学 2010
[9]基于Optistruct拓扑优化的应用研究[D]. 苏胜伟.哈尔滨工程大学 2008
[10]汽车车架拓扑优化设计[D]. 吕品.沈阳理工大学 2008
本文编号：3618397
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