基于断面优化和传力路径分析的铝合金车架轻量化设计

发布时间：2024-02-28 05:04

　　全球电动汽车时代的到来对车身轻量化提出了更加严峻的要求。铝合金车身拥有低密度、高强度和优异的吸能性等特点,越来越多的被汽车厂商所亲睐。而框架式铝合金车身结构的关键技术在于型材断面参数的确定和整体结构的评估。本文以铝合金车架为研究对象,对铝车身型材断面参数的设计方法及车身结构传力性能的评估方法进行研究,探究了基于断面关键控制点的坐标优化法和基于广义结构刚度的车架传力性能评估方法,为铝型材车架的设计和评估提供新思路。首先建立铝型材车架的有限元模型,对车架的刚度特性进行仿真。同时开展车架的弯曲和扭转刚度实验,用实验结果评估仿真方法的正确性。结果表明:弯曲刚度和扭转刚度分别对比实验的误差是-2.43%和-7.38%,取得较高的仿真精度,验证了有限元仿真方法的正确性。基于此完成车架模态基础性能的计算。然后以车架门槛梁为研究对象,建立了基于坐标变量的断面多目标优化方法。比较了多项式响应面、RBF神经网络、克里格和切比雪夫多形式近似模型对不同相应的预测精度。确定对刚度和质量两种相应建立RSM近似模型,对一阶弯曲、扭转模态采取RBF神经网络模型进行近似,并采用NSGA-Ⅱ优化算法建立多目标优化策略。以...

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1流体和固体结构截面力的不同形式

结构中载荷流的合力不遵循连续性[52]。如图1.1a所示，流体横截面上的法向力---遵从截面法向连续性。如在图1.1b的结构受力分析时，作用在左侧截面上的法向力与作用在右侧截面上的切向力（可以视为右侧截面上合力的X向分支）达到平衡，作用在右侧截面上的法向力（可视为右侧截....

图1.2固体结构水平方向上的力平衡示意图

a)流体截面力的连续性b）结构截面力的平衡图1.1流体和固体结构截面力的不同形式的应力分析的结果，结构中载荷流的合力不遵循连体横截面上的法向力---遵从截面法向连续性。如在作用在左侧截面上的法向力与作用在右侧截面上的切合力的X向分支）达到平衡，作用在右侧截面上的合力的....

图1.3微元的受力状态示意图

图1.3微元的受力状态示意图在于：应力分析局部结构特征的影响较容易出现应力集中的现象，在这种情况方向（应力向量），不能基于应力分布。如中间有圆形孔的平板结构，根据V明显的应力等值线，等值线的法向指向现[55]。的传力路径分析方法径分析方法主要用于碰撞过程中的冲帽形截面薄壁梁....

图2.1网格质量控制标准图

中的比例等[74]。采用小尺寸的体单元会提高模型的精度，但会带来计算时间的增加，通常在关键部位采用该方式。一般情况下钣金件采用2D壳单元进行模拟，实体结构采用3D体单元进行模拟，形状规则的梁、杆和轴等采用1D线单元模拟。（2）连接的正确选择。正确的等效和建立车身各个部....

本文编号：3913510