概念车身建模及其断面尺寸优化

发布时间：2017-08-10 09:21

  本文关键词：概念车身建模及其断面尺寸优化

  更多相关文章： 轻量化 概念模型 灵敏度 断面优化 PBMSECT

【摘要】：能源危机加上环境污染,使得传统汽车生产企业想尽办法减少尾气排放、提高燃油效率;电动汽车由于存在充电时间长、续航里程短等问题,在短时间内也得不到广大消费者的青睐。汽车轻量化技术在一定程度上可以缓解上述问题,其作为一个重要课题一直颇受业界人士的关注。车身详细设计阶段由于数模趋于完善,致使提出的轻量化方案实施阻力较大,成本投入高;前期设计阶段详细数据尚未完成,减重潜力大、实施成本低。如果在设计早期通过建立简易模型,并在此基础上进行断面优化,不仅可以减少投入成本还能提升减重潜力。针对汽车前期设计阶段,借助同平台车身数据,以梁单元及详细接头为基础,建立新款车型的弯、扭刚度概念模型。对建模中针对梁与详细接头耦合、截面形式选取、焊点处理及加载与约束点等效这四大对结果影响最为明显的建模方法进行研究,通过采用简易模型测试技术对比分析了多种不同处理方式,借助分析结果选择最佳建模方式。通过比较整体性能误差及改变地板横梁尺寸对弯、扭性能的影响,来对比所建模型与详细模型的误差大小,全方位的验证了所建概念模型的可靠程度。前期基于梁单元简易模型的建立及验证为后期主断面尺寸优化奠定了基础。文章研究了不借助第三方优化软件进行任意几何形状截面的尺寸优化技术:PBMSECT参数优化。详细介绍了对任意截面梁的参数化方法,并通过简单悬臂梁范例,展示了运用方法,证明了优化结果可靠。并以建立的概念模型为基础,在灵敏度分析过后结合人工筛选,删除明显对其他性能影响较大的部件,确定最终优化梁段,将任意截面参数优化方法运用到前期设计阶段的整个车身,实现了前期设计阶段的轻量化目标。
【关键词】：轻量化 概念模型 灵敏度 断面优化 PBMSECT
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U463.82
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-19
• 1.1 研究背景10-13
• 1.2 国内外车身结构概念模型研究进展13-15
• 1.3 国内外薄壁梁截面优化研究现状15-17
• 1.4 本文研究主要内容及意义17-19
• 第2章 车身概念模型建模研究19-48
• 2.1 梁理论及Beam单元的应用19-27
• 2.1.1 梁单元理论介绍19-23
• 2.1.2 MSC.Nastran中梁单元的应用23-25
• 2.1.3 薄壁梁模型对比分析25-27
• 2.2 建模等效处理及验证27-37
• 2.2.1 详细接头与梁单元耦合27-32
• 2.2.2 梁截面形式选取32
• 2.2.3 焊点简化研究32-35
• 2.2.4 加载及约束区域的简化35-37
• 2.3 建模详介及可信度验证37-47
• 2.3.1 主断面与接头数据库的建立38-42
• 2.3.2 详细接头概念模型搭建42-44
• 2.3.3 模型可信度验证44-47
• 2.4 本章小结47-48
• 第3章 主断面优化对象选取—敏度分析48-57
• 3.1 敏度分析理论48-50
• 3.2 相对敏度的概念50-51
• 3.3 基于刚度性能的概念模型主断面敏度分析51-56
• 3.3.1 梁截面属性参数分析项选取51
• 3.3.2 数据处理与优化件挑选51-56
• 3.4 本章小结56-57
• 第4章 主断面尺寸优化57-74
• 4.1 薄壁梁截面优化方法介绍57-59
• 4.2 基于Nastran平台任意截面优化59-66
• 4.2.1 PBMSECT的参数化方法59-62
• 4.2.2 PBMSECT的优化原理62-63
• 4.2.3 优化算例及结果验证63-66
• 4.3 车身主断面优化66-72
• 4.3.1 基于PBMSECT优化在B柱中的应用67-69
• 4.3.2 概念车身主断面尺寸优化69-72
• 4.4 本章小结72-74
• 结论74-75
• 参考文献75-80
• 致谢80

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本文编号：649924