基于车门安全性的结构轻量化研究

利用有限元法分析前车门的第一阶弯曲模态和垂直刚度,并在此基础上,以垂直刚度状态下的车门为重点研究对象,通过选择有效的设计变量,在满足模态和刚度性能的条件下,以车门总成质量最小为目标函数进行优化。最后综合考虑各关键部件强度间的相关性,研究车门关键结构件厚度和强度的合理匹配,在保证车门侧面碰撞安全性能的前提下,实现了车门减重10％左右。     

基于加权Ashby法的车门外板选材设计

基于加权Ashby选材法及车门结构设计关键性能分析,总结了与质量,成本相关的材料效率计算公式,并分别绘制了材料的密度-弹性模量、密度-屈服极限、对数形式密度成本-弹性模量、对数形式密度成本-屈服极限Ashby图,通过区域划分建立了相应的评分体系。根据所得材料效率,结合专家评分方法,获得了备选材料库中每种材料子性能的得分以及材料综合性能得分,再根据得分结果选出最佳材料设计方案。结合具体车门外板结构对材料方案进行了抗凹性能验证,结果表明此方法对车门外板的选材设计具有重要的指导意义。     

"长安之星"微型客车白车身刚度研究

设计开发了"长安之星"微型客车白车身的弯曲和扭转刚度试验系统,对白车身的弯曲和扭转刚度进行了试验研究,并进行了相应的有限元分析.计算和试验结果的对比表明,二者吻合得较好.研究结果为同类车型改型和优化设计提供了依据和手段.     

基于逐步回归模型的汽车正碰性能改进设计

汽车碰撞是一种不连续、非线性、大变形过程,改进其结构涉及到多变量、多约束、多目标的优化。采用整车正碰过程中的关键吸能薄壁构件为研究对象,对薄壁构件的比吸能最大化,整车初始碰撞力峰值及加速度峰值最小化进行多目标优化。论文以薄壁构件的厚度为设计变量,采用均匀试验设计法安排试验,并利用逐步回归分析对仿真试验数据拟合建立高精度的代理模型,最后利用虚拟目标法对代理模型进行多目标求解。在保证汽车正碰驾驶室有足够安全空间的前提下,显著的提高了薄壁构件的比吸能及降低了初始碰撞力和加速度峰值。     

拓扑优化在车架轻量化设计中的应用

利用OptiStruct软件,通过将刚度最大问题转化为柔度最小,选取车架作为研究目标,采用密度法对其进行拓扑优化,利用拓扑优化得到的密度云图作为轻量化设计的材料分布思路,完成新模型的构建,并验证优化方案的可行性,在满足其各种工况性能要求基础上,质量减轻3.11%。为进一步对整车及零部件应用拓扑优化提供参考。     

某混合动力汽车中央通道一体化设计与优化分析

为研究某国产混合动力SUV汽车车身结构的安全性能,依据中国研发新车评价规程(C-NCAP)构建了在台车以50 km·h-1的速度撞击整车侧面的有限元模型,并且将该混合动力SUV汽车进行了仿真分析。碰撞试验显示该国产混合动力SUV汽车出现的中央通道弯曲变形严重、侧地板褶皱程度大而导致的动力电池包受到挤压风险的问题,分析了该问题产生的原因同时提出了结构一体化设计方案。一体化设计加强了中央通道的抗应力变形能力,下侧地板褶皱程度减小,动力电池包受到挤压或破裂风险降低。最后通过实车试验和仿真结果表明该优化方案的可行性。     

基于多性能耦合的引擎盖内板结构优化

汽车轻量化设计是汽车节能减排的重要手段,同时又必须满足各种工况及NVH等性能要求.对于多学科间的多性能综合优化,软件多采用线性加权方法,但对非凸优化问题来说,不能确保得到所有Pareto最优解,因此采用基于折衷规划法和平均频率公式构造的优化方程对引擎盖内板进行多性能约束的拓扑优化,获得更准确材料密度分布,从而更有效的对引擎盖进行结构改进和优化.并通过与原车型引擎盖的刚度及模态和质量等数据进行对比分析,验证了优化方案的可行性及轻量化效果.     

提高微型汽车白车身扭转刚度的研究

采用有限元法研究了某种微型汽车白车身的扭转刚度。采用3节点和4节点空间板壳单元离散整个白车身,建立了有限元模型,通过有限元分析,找出了对白车身扭转刚度影响显著的部位,提出了提高扭转刚度的最佳方案。     

车身覆盖件用钢的力学特性及弯曲回弹性能分析

针对高强度钢在汽车轻量化中应用的实际情况,通过单向拉伸试验与弯曲成型试验,对普通汽车车身覆盖件用钢与高强度钢的基本力学性能、冲压成型性能进行了对比分析,并以简单V形件为对象,结合有限元软件Dynaform进行弯曲回弹数值模拟分析。结果表明：高强度钢的塑性及成型性能比普通低碳钢差,但回弹量对弯曲角度的敏感性高于普通钢,可以通过选取合适成型角度及相应成型工艺改善高强度钢的回弹量,此外,数值模拟是一种预测材料回弹量的非常有效的技术手段。