基于网格变形技术的白车身多目标形状优化

市场的竞争压力促使汽车厂商致力于加快车身开发的进程,而基于计算机辅助工程(Computer aided engineering,CAE)的车身结构优化技术由此而成为业内的研究热点。与传统的尺寸优化不同,形状优化在工程优化中具有更大的潜力。将网格变形技术引入形状优化,提出基于近似模型的多目标形状优化方法。利用网格变形技术定义形状变量,并根据灵敏度信息筛选优化变量;采用优化拉丁方试验设计对设计空间均匀分布样本点,进一步拟合高精度的Kriging模型;运用多目标粒子群算法,保持其余性能指标满足预期的前提下,以白车身弯曲刚度和质量为目标进行优化。研究表明,所提出的优化方法成功用于白车身的多目标优化,设计者可根据优化结果权衡各个目标,以指导最终的决策。     

轿车白车身概念设计阶段梁截面优化设计

轿车白车身刚度对整车的噪声、耐久性和安全性等都至关重要。在以梁壳单元建立的白车身线框模型基础上,推导薄壁梁截面特性参数的计算方法,引入比例向量为截面形状变化参数和设计变量,通过对白车身刚度进行灵敏度分析,以质量为优化目标,弯曲和扭转刚度为约束,得出车身的优化方案,并进一步推导得出目标梁的截面形状优化结果。优化结果表明,该方法能够在概念设计阶段为设计者提供有效的设计参考,缩短设计周期、提高设计质量。     

基于等效模型的白车身轻量化概念设计

提出一种等效模型作为对白车身进行轻量化概念设计的基础。该等效模型不仅考虑了白车身中的梁结构,而且考虑了接头与大板类结构对车身结构的影响,基于该等效模型可较为全面和准确地对白车身扭转刚度性能进行评估。另外模型中仅包含梁单元、接头简化模型以及大板类结构等效单元,这使得建模、优化和迭代较为快捷。应用该等效模型对某车型D进行了轻量化概念设计,结果表明:与详细设计阶段相比,轻量化系数的误差为4. 3%,等效模型的扭转刚度的误差为7. 2%,优化后工作量由10人·天降低为2人·天。     

概念设计阶段钢铝车身框架结构设计方法研究

调研了市面上承载式轿车车身结构,创建了钢铝车身框架结构正向开发参数化模型数据库管理模式。利用参数驱动设计的方法,建立了可供钢铝车身概念设计的参数化车身框架结构系统。综合考虑静动态性能探讨了钢铝混合车身框架结设计方案,并基于车身框架分层"子结构"的思想对车身框架进行第一层次分块,通过实例车型应用实验获取了满足静动态车身性能指标的钢铝一体化车身框架结构,从而验证了设计方法的合理性。为车身框架结构的概念阶段设计提供了参考依据,对车身结构开发方法的研究具有指导意义。     

客车概念设计阶段的车身结构优化设计分析

阐述了概念开发阶段客车车身结构优化分析的方法,结合客车的概念实例,采用简化的参数化有限元模型,进行了以降低车身骨架自重为目标的车身结构参数的优化分析,从而有助于在设计初期预测和完善整车性能,减少设计重复和缩短开发周期,为车身结构设计有关参数的选择提供明确的方向。     

概念设计阶段车身装配尺寸链自动建立

尺寸链搜寻与生成是尺寸链方程建立的前提,首先介绍相关的研究现状,简要介绍了利用定性信息约减装配顺序以及利用案例推理技术荻取以往设计的相关经验的规则,主要描述通过接头矩阵在概念设计阶段建立车身装配的尺寸链,为下一步的装配偏差分析计算。该方法在车身底板装配体进行应用验证性说明。     

白车身高强度钢板点焊性能研究

白车身均由各种形状不同材料不同的冲压件焊接而成,点焊技术在整车制造环节是非常重要的工艺。为提高焊接的生产效率和品质,文中主要阐述车身点焊工艺的原理,以及在当前新兴的高强度钢板使用率越来越高的情况下,如何设计和优化点焊熔接的焊接参数。所提出的参数优化方案已在工厂新车型制造中得到应用推广。     

轻型客车白车身动态性能测试研究

设计了某轻型客车白车身试验悬挂系统,运用实验模态分析方法,测得了结构的频响函数,确定了系统的模态特征;并测得了车身质量,测试结果为修正其有限元动力学模型提供了重要依据,从而为实现整车轻量化设计和动态设计奠定了基础,也为大型复杂结构模态试验提供了参考。     

快速网格变形技术在车身开发流程中的应用

轿车白车身的性能直接影响着整车性能,其质量的控制对整车油耗等性能都有显著的影响。传统的白车身开发流程以线框结构及截面设计为起点,设计出CAD数据后通过CAE校核反馈,再优化设计。此流程在起步阶段缺乏合理的性能预测评估手段,且开发时间长,潜在的设计缺陷往往导致后期优化工作巨大。本论文提出车身开发流程起点的全新思路:结合快速网格变形工具及多目标灵敏度优化分析软件,能对现有平台快速变形出贴合早期造型CAS面的目标车型,进而能获得包含详细工艺特征的准确模型,再利用多目标灵敏度分析工具准确获知重要结构设计方向,进而能在整车开发流程的起点阶段较准确获知并优化车身结构各项性能、车身质量,为项目决策提供可靠的指导。     

基于仿真和试验的白车身疲劳技术研究

利用车身模型进行仿真分析预测白车身疲劳薄弱环节,通过开发车身与标杆车身进行疲劳试验,进一步考核白车身薄弱环节并确定其疲劳寿命水平,从而获得最优的优化方案,同时验证仿真分析精度,最后通过优化再次进行疲劳试验验证。     

接头在车身结构概念设计阶段对刚度的影响

在概念模型中考虑接头对车身刚度的影响.利用扭转弹簧单元和刚性连接单元模拟车身的接头,扭转弹簧的向量方向和刚度值由求解详细接头模型的刚度方程得到,计算了不同接头对弯曲刚度和扭转刚度的影响,结果显示,考虑接头因素大大提高了概念设计的精度.     

基于神经网络的车身零件检具概念设计

采用人工神经网络进行车身覆盖件检具概念设计,以检测特征的7个分量作为神经网络的输入,以检具类型分量作为输出,对构成的神经网络用生产中的100个实例作为样本进行训练,达到误差平方和小于0.001的目标,得到检具概念设计神经网络模型,并通过车身一零件检具概念设计为例验证了该方法的有效可行,从而达到在一族相似零件的众多检具概念设计方案中进行优选的目的.     

基于实体变形的六面体网格生成方法研究

对于结构复杂的实体模型,现有的六面体网格自动生成算法无法快速生成质量较高的六面体网格。在实体变形技术的基础之上,提出一种利用顶点信息直接在原始模型中经过节点填充生成结构化六面体网格的方法。首先设计了网格节点的数据结构;其次介绍了求解填充节点所用的线性方程组的构建方法;最后,利用该方法开发了网格自动剖分程序,对复杂结构进行了网格自动剖分。     

基于知识工程的白车身生产线规划方法

通过分析白车身生产线规划的内容与特点，提出了基于知识工程的白车身生产线规划的理论框架，分别建立了基于PDM（Product Data Manasement）理论的产品零件模型、制造资源模型和工艺知识模型，实现对制造对象、制造资源和工艺知识等工艺信息的管理，在此基础上，构建了以操作为核心的可以反映各生产要素及其相互关系的制造过程关系集成模型和基于知识工程的生产线规划方法，应用表明，该方法极大地方便了白车身生产线规划工作，提高了规划知识重用程度和生产线规划的质量。     

白车身焊接生产线设备健康状态评估研究

针对白车身焊接生产线设备特点,考虑到设备突发大故障具有概率低及危害大的特点,在设备健康状态中引入突发大故障状态,构建了设备健康状态评估模型,利用隐马尔科夫模型评估设备健康状态,并利用焊接设备的滚珠丝杠数据进行了健康状态评估模型的实例验证,证明了方法的有效性。     

基于知识工程的白车身生产线规划方法

通过分析白车身生产线规划的内容与特点,提出了基于知识工程的白车身生产线规划的理论框架,分别建立了基于PDM(Product Data Management)理论的产品零件模型、制造资源模型和工艺知识模型,实现对制造对象、制造资源和工艺知识等工艺信息的管理,在此基础上,构建了以操作为核心的可以反映各生产要素及其相互关系的制造过程关系集成模型和基于知识工程的生产线规划方法,应用表明,该方法极大地方便了白车身生产线规划工作,提高了规划知识重用程度和生产线规划的质量.     

白车身凸焊技术

车身是汽车整车的重要总成,车身质量的好坏直接影响整车的使用寿命。凸焊技术作为汽车制造中四大焊接工艺,即点焊、凸焊、弧焊及螺柱焊中的一种,完成车身90％以上的装配工作量,因而凸焊质量对汽车的整车质量有着重要影响。随着汽车性能的不断提高,尤其是高强钢板、镀锌钢板和热成形钢板的广泛应用,人们对于凸焊质量的关注度更是提到了前所未有的高度。     

白车身基于灵敏度分析减重优化技术

建立某SUV车型白车身的有限元模型并分析计算车身刚度及其模态,在此基础上分析板厚对对白车身弯扭组合工况的灵敏度,找出影响车身结构特性的关键结构,对板厚进行优化分析,实现车身轻量化设计。优化结果显示:通过车身刚度灵敏度分析及其板厚优化,可实现车身的减重优化,为车身的优化设计提供参考。     

网格环境下复杂产品概念设计技术研究

在研究分布式协同产品概念设计系统的基础上,将网格技术、代理和可扩展标记语言技术相融合,以解决分布式环境下多领域设计的协作、模型数据的集成和共享等问题,提高了产品概念设计系统的鲁棒性和问题求解的有效性。从复杂产品概念设计的过程,分析了系统的需求,建立了基于网格服务的复杂产品概念设计系统,阐明了系统的组织结构、通信方式、工作原理和工作流程,给出了产品概念设计支撑平台中涉及的机械、电子、控制和软件等领域的智能代理的统一描述,构建了一个支持分布、异构的多领域协同工作的产品概念设计支撑平台,展望了概念设计技术在仿真系统中的进一步应用。