结构优化有限元分析在乘用车概念开发中的应用研究

结构优化有限元分析在乘用车概念开发中的应用研究

一、结构优化有限元分析在客车概念开发中的应用研究(论文文献综述)

任春[1](2020)在《改进的等效静态载荷法及其在汽车结构碰撞拓扑优化中的应用研究》文中研究说明随着汽车保有量的不断攀升,节能和安全已经成为汽车发展所面临的重大挑战,而汽车轻量化技术及其结构耐撞性设计也成为目前应对挑战的重要技术手段。考虑到汽车轻量化设计与结构耐撞性之间的矛盾和竞争关系,国内外学者与研究机构普遍希望将结构碰撞拓扑优化方法应用于汽车产品开发与概念设计中,以期在实现汽车结构轻量化设计目标的同时满足碰撞安全性要求。然而,汽车结构碰撞拓扑优化属于典型的结构非线性动力学响应拓扑优化问题,是最复杂的优化问题之一,现阶段尚没有形成一种公认有效的优化方法。基于等效静态载荷的结构优化方法能够充分利用线性拓扑优化理论的高效率优势和现有成熟商业软件的计算优势,得到了广泛的研究和应用。然而,该方法在解决结构大变形碰撞拓扑优化问题时同样存在计算效率和数值稳定性等亟待解决的问题,影响其进一步发展和深入技术应用。本文针对基于等效静态载荷的结构优化法在解决结构碰撞拓扑优化问题时存在的计算成本高、优化效率低和数值不稳定等问题,提出相应的解决措施及改进方法,并通过简单结构设计实例验证了改进方法的优越性。在此基础上,将所提出的方法推广应用到某纯电动汽车前端系统正面碰撞工况下的关键结构拓扑优化设计中,建立了一种行之有效的汽车结构轻量化和耐撞性优化设计方法,实现了汽车结构耐撞性和轻量化水平提升,验证了本文所提方法的工程应用价值,同时为汽车结构耐撞性和轻量化设计提供了一种全新思路和实用方法。本文主要开展的研究工作及得出的相关结论如下:(1)从结构碰撞拓扑优化方法研究和应用研究两个方面对碰撞拓扑优化领域的国内外研究现状展开了综述,在此基础上对当前结构碰撞拓扑优化方法和应用技术的特点进行了分析和对比,并对这些领域存在的共性关键问题进行了总结,明确了本文的研究方法和应用领域并据此对论文组织结构及技术路线和各章节的内进行了介绍。(2)详细阐述了基于等效静态载荷的结构优化法驱动碰撞拓扑优化的完整过程和相关理论,系统总结了基于等效静态载荷的结构优化法在解决大变形碰撞拓扑优化问题时存在的问题和不足,深入剖析了导致这些问题和不足的原因,为后续开展等效静态载荷的改进研究奠定了理论基础。(3)针对基于等效静态载荷的结构优化法在解决碰撞引起的结构塑性大变形拓扑优化问题时存在的计算成本高、优化效率低的问题,基于模型降阶理论对等效静态载荷进行改进,并提出了一种降阶等效静态载荷计算方法及基于降阶等效静态载荷的结构碰撞拓扑优化法,保留了等效静态载荷法的全部优点,避免了等效静态载荷作用在所有节点上以及整个模型参与碰撞分析和拓扑优化,从而有效降低了碰撞拓扑优化的计算成本、提升了优化效率,并通过简化的车身结构正面碰撞拓扑优化验证了该方法的优越性。(4)针对基于等效静态载荷的结构优化法在解决碰撞引起的薄壁结构塑性大变形拓扑优化问题时存在的数值不稳定问题,基于线性极限分析的思想和能量原理对等效静态载荷进行改进,提出了一种等效线性静态载荷计算方法并在此基础上提出基于等效线性静态载荷的结构碰撞拓扑优化法,实现了等效线性静态载荷的自适应缩放,保证了等效静态载荷作用下的结构拓扑优化始终保持在线性范围内,有效提高了结构碰撞拓扑优化的数值稳定性。最后将该方法应用于大变形碰撞工况下的吸能盒诱导结构优化设计,拓展了拓扑优化方法的应用范围,验证了该方法的有效性。(5)以某纯电动汽车的前端系统为研究对象,首先建立了该车前端系统正面碰撞有限元仿真模型并通过实车正面碰撞试验验证了有限元仿真模型的正确性和可靠性;然后在此基础上对该系统的碰撞安全性和碰撞特点进行了详细分析,确定影响正面碰撞安全性的关键结构及其存在的问题;接着将本文所提出的两种基于改进等效静态载荷(降阶等效静态载荷和等效线性静态载荷)的结构碰撞拓扑优化法综合应用到关键结构的碰撞拓扑优化中,建立了一种有效的汽车结构轻量化和耐撞性优化设计方法,实现了关键结构耐撞性和轻量化优化设计;最后,通过有限元模型重构将优化后的关键结构集成到原前端系统中,形成了优化后的前端系统正面碰撞仿真模型,并在相同条件下通过再次进行有限元碰撞仿真分析对比验证优化结构的有效性和本文提出的优化方法的工程应用价值。结果表明,运用所提出的结构碰撞拓扑优化方法可以在保持整车质量基本不变的情况下,实现正面碰撞工况下前端最大变形量减小13.31%,平均碰撞力和碰撞力效率分别增加15.51%和7.89%,有效兼顾了汽车结构轻量化和耐撞性设计要求。论文研究结果表明,本文提出的基于改进等效静态载荷的结构碰撞拓扑优化方法可以有效平衡结构的轻量化和耐撞性、节约计算资源、提高数值稳定性,为汽车结构耐撞性和轻量化设计提供了一种全新思路和实用方法。论文建立的结构优化设计方法,有效解决了结构耐撞性和轻量化设计技术难题,为开展汽车结构轻量化和耐撞性设计提供了一种行之有效的技术路径。

王子业[2](2020)在《地铁铝合金车体结构仿真分析与疲劳寿命预测》文中指出现如今,随着我国经济的迅猛发展,城镇人口大幅增长、机动车保有量急剧上升,导致交通拥堵与环境污染问题日渐突出,很大程度上制约了我国城镇化的发展进程。因此,由于效率与性价比兼顾,城市轨道交通凭借其大运量、运行速度高、安全环保与节约资源等独特优势逐渐成为该问题的最优解,在我国许多城市快速发展。然而,地铁总运营里程与车辆配置数不断增加的背后带来的是城轨收入支出始终无法达到平衡且能源消耗巨幅增长,长期制约着城市轨道交通事业的良性健康发展,为了寻求问题的解决方法,对以地铁为主的轨道车辆制造成本与安全性问题提出了更高的要求。本文首先阐述了国内外铝合金车体的发展过程以及对车体结构仿真分析的研究现状。选择以南京地铁某B型铝合金地铁车体作为研究对象,以EN12663-2010、TB/T3115-2010、IEC60300-3等标准为主要依据,采用Abaqus、Hypermesh、Fe-safe以及Optistruct等有限元分析软件对该车体多种载荷工况下的强度、刚度、模态与疲劳等方向进行了较为全面的仿真分析。最后基于全寿命周期成本理论,对该车体结构型材板厚进行尺寸优化,使得车体整体质量减轻的同时降低了生产成本。本文主要开展的研究内容概括为以下几个部分:(1)本文第二章在Catia软件中建立了该B型铝合金车体的三维模型并导入Abaqus以及Hypermesh有限元分析软件中以进行模型的简化,包括连接方式与附件质量的模拟,随后进行网格划分。(2)本文第三章基于EN12663-2010标准,选取3类9种计算工况,利用Abaqus软件对该车体进行了静强度分析,计算结果显示各工况下该车体各部位的最大Von Mises应力均小于对应材料的屈服强度且有一定余量,表明车体可以进一步尺寸优化;同时基于TB/T3115-2010标准,对整备状态下的车体进行了自由模态分析,以保证车辆运行的平稳性、安全性与舒适性。(3)本文第四章基于IIW标准及Miner疲劳累积损伤理论,选取4个疲劳工况,利用Fe-safe疲劳分析软件对该车体6个疲劳评估点进行疲劳强度分析,得到了对应位置的寿命云图,结果显示疲劳寿命满足规范要求。(4)本文第五章基于全寿命周期成本理论,利用Optistruct优化软件对该车体结构型材板厚进行尺寸优化,然后将优化后车体静强度、模态与疲劳强度进行校核,目的是减轻车体整体质量,同时可以显着降低铝合金车体全寿命周期成本。

黄妮[3](2019)在《氢燃料电池客车车架有限元分析及结构优化》文中研究指明在石油资源枯竭和环境污染的双重压力下,人们开始投入大量的精力发展新能源汽车。作为新能源汽车发展的一个重要分支,氢燃料电池汽车的研发过程通常包括概要设计、详细设计、有限元模拟分析和试验校核四个阶段。其中,有限元模拟分析不仅能简化复杂的试验校核过程,而且能够节约研发成本。因此,在有限元分析结果的基础上对车架结构进行改进和优化,有利于新能源汽车的研发设计。根据某氢燃料电池客车车架的相关参数,利用SolidWorks软件对该客车车架进行三维建模,并在SCDM中进行简化,将简化后的客车车架模型导入到HyperWorks中进行有限元建模。为验证车架的强度和刚度,对该客车车架的九种基本工况进行静强度分析,结果表明:氢燃料电池客车车架在发生扭转时最容易产生事故,扭转工况最大应力值为257MPa,车架安全系数不足,最大变形值为10.7mm,车架扭转刚度略有不足。为研究车架的振动特性,对客车车架进行自由边界状态下的模态分析,并对车架的前10阶模态进行对比分析,结果表明:该客车车架的第八阶自然频率为31.2Hz,接近该氢燃料电池客车传动轴的激励频率(30Hz),车架结构产生共振现象的可能性较大。为得到车架高应力区域的动力响应与振动频率的关系曲线,采用振型叠加法对客车车架进行频率响应分析,结果表明:车架频率响应分析结果与模态分析结果互为验证。为研究车架的疲劳可靠性,根据车架的有限元分析结果,基于nCode DesignLife软件建立车架疲劳分析五框图,定义材料疲劳特性参数和载荷谱,分析车架在多工况下的疲劳可靠性,找到车架疲劳寿命未达到标准的位置。根据车架有限元分析结果与疲劳可靠性分析结果,采用变密度法拓扑优化理论,以客车车架结构刚度最大作为目标函数,车架体积比作为边界条件,进行多种工况下氢燃料电池客车车架结构的多刚度拓扑优化研究;基于车架的拓扑结构,对原车架进行二次改进与尺寸优化。结果表明:优化后客车车架的最大应力值为169MPa,安全系数为2.04,最大变形值为6.37mm,这表明该氢燃料电池客车车架的刚度与强度得到增强,且均满足安全要求;客车车架的自然频率与大部分外界激励频率不重合,从而避免共振现象的发生;车架频率响应分析动力响应峰值整体减小,尤其当频率在6871Hz时,接近车架的第十九阶固有频率,车架位移响应曲线几乎失去共振峰,车架抗振性能增强;该氢燃料电池客车车架疲劳寿命循环次数下限值为5.034×105次,能满足汽车安全行驶的要求。

杨朝晖[4](2019)在《基于侧翻安全性验证的某客车车身骨架多目标轻量化研究》文中研究说明客车车身的质量约占整车质量的30%-50%。研究显示,如果客车整车质量下降10%,燃油效率可提高6%-8%,在空载情况下,约70%的能耗消耗在车身质量上。因此,在不牺牲汽车安全性的前提下对客车车身进行轻量化设计是十分必要的。本文以某企业开发中的一款12m大客车为研究对象,对客车车身骨架结构进行多目标尺寸优化,并通过对比分析优化前后的车身骨架性能,检验本文所确定的轻量化方案的可靠性。本论文研究的主要内容包括以下几个方面:1)对企业提供的客车车身三维CATIA模型进行简化处理,并在HyperMesh软件中按照建模要求建立车身骨架有限元模型。2)基于建立的有限元模型对车身骨架结构进行典型工况分析和模态分析。在软件中模拟客车行驶中的4种典型工况,包括水平弯曲、极限扭转、紧急制动以及紧急转弯工况,分析客车车身的强度和刚度。模态分析提取前6阶车身自由模态,分析频率分布及振型,验证车身骨架结构是否符合设计要求。3)基于直接灵敏度分析与相对灵敏度分析筛选出进行优化设计的骨架结构。根据对称性和功能相似性将车身结构进行分组处理,以结构壁厚参数作为设计变量,结合直接灵敏度分析与相对灵敏度分析的结果,筛选出对车身骨架质量敏感,但对车身骨架性能不敏感的结构,进而提高优化效率。4)在HyperStudy软件中对车身骨架进行多目标尺寸优化,确定优化方案。以车身质量最小、车身弯曲刚度和扭转刚度最大为设计目标,车身1阶自由模态频率为约束条件,以筛选出的结构壁厚参数为设计变量,基于多目标遗传算法得到优化结果,实现减重197kg,减重率达8.9%,轻量化效果明显。然后对比分析轻量化前后车身骨架的刚度、强度、模态性能,初步验证了方案可靠性。5)基于GB17578-2013《客车上部结构强度要求及试验方法》的要求建立客车侧翻试验有限元模型,在LS-DYNA软件中对优化后的客车车身侧翻安全性进行验证,结果证明轻量化后的车身骨架满足国标要求,侧翻安全性与原车身差异很小,进一步验证了轻量化方案的可靠性。

姚成[5](2018)在《客车局部结构刚度贡献度评价方法改进及应用研究》文中研究指明中国是一个人口大国,汽车保有量逐年递增,能源危机和环境污染成为越来越严重的问题,虽然国家大力发展高铁和民航业以解决人民的出行问题,但每年春运时公路运输仍是主力军,因此大力发展客车产业仍具有紧迫性。自本世纪以来,中国的客车产业进入了一个高速发展期,市场的竞争也日趋激烈,随着客车在运行过程中出现多起群死群伤事件,对客车的技术性能也提出了更高的要求,客车车身结构作为客车重要的部件,其不仅是各种零部件的安装载体,同时也是整车主要的承载部件和功能部件,对其设计性能的好坏将直接影响到客车整车的动力性、经济型、舒适性和安全性等。近些年随着CAE技术的引入应用和自主培养的一批客车结构技术人才的不断成长,客车车身结构的设计已从前些年的逆向模仿走向正向设计,整车的结构性能改善明显,车身结构的静刚度特性、动刚度(模态)特性、抗侧翻能力及轻量化水平稳步提升,全承载式车身结构成为行业的主流。在此大的背景前提下,本文基于对客车身结构性能的研究,以车身结构动、静刚度指标为研究对象,通过对多款承载式车身结构动、静刚度性能的分析,总结并提出新的车身结构性能评价方法,并将新方法应用到车身结构的优化和匹配设计之中。论文研究工作主要思路是:对现有的车身结构设计理论和分析方法进行分析和总结,对研究团队提出的评价方法进行完善和改进,在此基础上,提出新的高效并切实可行的客车车身结构性能(包括静刚度和动刚度性能)评价和设计方法,结合多年在企业的工程实践经验,将研究成果应用到车身结构设计之中,得到兼顾结构力学性能和轻量化的全新客车车身结构,以验证评价方法和设计方法的有效性和方便性。根据上述研究工作路线,本文主要完成以下几个方面内容:一、对现有车身局部刚度贡献度评价方法的不足进行完善和改进,提出一种车身结构局部刚度贡献度系数的评价方法。车身结构局部刚度贡献度系数的评价方法是在车身局部刚度贡献度评价方法基础上,将局部模块质量与整车质量之比(即质量系数)引入到刚度贡献度评价方法中,提出车身局部模块刚度贡献度系数的概念,即同时考虑模块的刚度贡献度和质量系数两个评价指标,建立一种相对直观且可归一化的车身结构刚度性能评价方法。对评价方法的过程进行总结,建立评价流程,为车身刚度贡献度系数评价方法指导客车车身结构匹配优化设计和车身结构轻量化材料的应用奠定基础。二、基于车身结构局部刚度贡献度系数评价方法进行车身结构匹配设计方法应用研究。论文首先用车身结构试验测试数据来修正CAE计算模型,为后续研究工作的分析模型准确性奠定基础;以某型实际工程应用的全承载公路客车车身结构为研究对象,先对该结构进行基于左、右侧结构刚度互补的车身结构刚度性能匹配设计得到一款优化车身结构,在此基础上继续应用车身局部刚度贡献度系数评价方法进行刚度性能评价和结构优化设计,得到一款中门后置的客车车身结构,再对得到的车身后置车身结构进一步进行按上、下部结构的刚度贡献度系数评价和结构优化设计,最终得到一款全新车身结构匹配设计方案----平行三桁架式全承载客车车身结构。经对得到的创新结构的综合性能分析,与初始结构相比,整车的结构弯曲刚度和扭转刚度分别提高84.67%和94.13%;一阶弯曲频率和一阶扭转频率分别提高18.22%和23.35%;三种典型工况下的最大应力下降57.89%;结构质量减重407kg,轻量化幅度13.59%。案例结果数据充分表明,车身结构局部刚度贡献度系数评价方法对车身结构匹配设计具有重要的理论指导意义和工程应用价值。三、基于车身结构局部刚度贡献度系数评价方法的轻量化车身结构设计方法研究。以前文研究得到的平行三桁架式全承载客车车身结构为研究对象,论文首先建立车身结构局部刚度贡献度系数评价准则,对刚度贡献度系数1iU(29)和1iU(27)部分结构分别进行不同类型轻量化材料的替换应用,充分利用和发挥各种材料的性能特性,使“合适的材料用在合适的部位”。论文分四步,研究了车身结构不同部位替换不同轻量化材料后的整车综合性能情况,基于以上性能的分析结构,最终提出一款包含高强度钢、铝合金和碳纤维的多种材料车身结构。经对得到的多种材料轻量化车身结构的综合性能分析,与初始结构相比,整车的结构弯曲刚度和扭转刚度分别提高49.56%和76.95%;一阶弯曲频率和一阶扭转频率分别提高28.98%和42.97%;三种典型工况下的最大应力下降42.21%,最大变形减小36.22%;结构质量减重1140kg,轻量化幅度38.06%。案例结果数据充分表明,车身结构局部刚度贡献度系数评价方法对车身结构轻量化设计具有重要的理论指导意义和工程应用价值。四、提出一种基于模态分析的车身各局部结构模态贡献度评价方法。模态分析是客车车身结构性能评价的重要方面,本论文在对车身结构静态刚度评价方法进行研究和应用的基础上,提出“车身局部模态贡献度评价方法”,通过调整车身各局部模块结构刚度(如杨氏模量E),来考察局部结构对整车结构模态特性变化的影响,以建立一种方便使用的新车身结构模态评价方法。该方法可通过对整车结构进行逐级划分,寻找到影响整车结构模态频率的最敏感的车身结构区域,以指导优化车身局部结构的优化设计。该方法建立了一种更广义的结构模态灵敏度分析方法,是对客车车身结构静态特性研究成果的进一步延伸和深化,为工程技术人员调整整车的动态性能提供了有效的技术指导。通过案例的分析,数据结果充分说明该方法的使用方便性和有效性,为客车车身结构进行基于模态频率特性的结构优化设计提供了重要指导,具有重要的理论意义和工程应用价值。

王锴[6](2017)在《价值工程和对标分析在产品开发中的应用研究》文中提出近年来,随着汽车市场竞争越来越激烈,企业必须能够快速完成满足客户功能需求的产品开发,同时严控产品成本,才能保证产品具有市场竞争力。提高产品价值是客户的需要,也是生产企业的目标,两者的根本利益是一致的。企业在开发过程中应用各种工具方法进行价值优化、收益改善,其中价值工程(Value Engineering,VE)和对标分析(Benchmarking,BM)被普遍应用,但目前的应用主要是割裂的应用,并没有对两种工具方法从组合运用的角度进行深入研究。本文在文献研究基础上,研究了价值工程和对标分析相结合的综合分析方法在产品开发过程中的应用。提出了VE+BM综合分析方法的分析框架和基本工作程序,并基于成本动因理论,建立了实物成本分析模型和计算模型。结合课题研究目的,选取两款燃油箱总成开发改进案例进行方法验证。基于价值工程基本思路,完成燃油箱功能定义、功能整理、成本分析和价值分析,确定了燃油箱总成重点改善功能区域和改善零部件;对选取的三款竞品燃油箱总成进行拆解分析,从零部件结构、材料工艺等维度进行对标分析,初步形成改善支撑创意提案7条;通过CAE验证等分析手段,对提案从技术、经济等维度进行可行性分析,形成可行改善提案5条;两款燃油箱总成优化实现年收益改善金额达150万元。VE+BM综合分析方法在开发实际中的实施,取得很好的经济效果。本文的主要研究结论包括:(1)VE和BM两种工具方法应用于产品开发过程中在问题改善、成本优化方面存在契合点和差异互补性,二者结合可取长补短,相互完善。(2)VE+BM分析方法核心思想是以价值工程分析思路为框架,方案发掘阶段融入对标思想,可减少经验主义和主观影响,缩短开发改进周期。(3)基于工厂调研获得的实物成本相比价格更能体现产品的实际成本。(4)VE+BM综合分析方法应用于实际可行,能够有效提升收益改善的针对性和时效性。根据研究结论,对VE+BM的进一步深入研究应用方向提出了对策和建议:(1)加强理论方法工具研究,提升不同工具方法结合运用效果。(2)优化分析流程,加强与开发流程的对接。

《中国公路学报》编辑部[7](2017)在《中国汽车工程学术研究综述·2017》文中认为为了促进中国汽车工程学科的发展,从汽车噪声-振动-声振粗糙度(Noise,Vibration,Harshness,NVH)控制、汽车电动化与低碳化、汽车电子化、汽车智能化与网联化以及汽车碰撞安全技术5个方面,系统梳理了国内外汽车工程领域的学术研究进展、热点前沿、存在问题、具体对策及发展前景。汽车NVH控制方面综述了从静音到声品质、新能源汽车NVH控制技术、车身与底盘总成NVH控制技术、主动振动控制技术等;汽车电动化与低碳化方面综述了传统汽车动力总成节能技术、混合动力电动汽车技术等;汽车电子化方面综述了汽车发动机电控技术、汽车转向电控技术、汽车制动电控技术、汽车悬架电控技术等;汽车智能化与网联化方面综述了中美智能网联汽车研究概要、复杂交通环境感知、高精度地图及车辆导航定位、汽车自主决策与轨迹规划、车辆横向控制及纵向动力学控制、智能网联汽车测试,并给出了先进驾驶辅助系统(ADAS)、车联网和人机共驾等典型应用实例解析;汽车碰撞安全技术方面综述了整车碰撞、乘员保护、行人保护、儿童碰撞安全与保护、新能源汽车碰撞安全等。该综述可为汽车工程学科的学术研究提供新的视角和基础资料。

王茜影[8](2017)在《基于能量分布的偏相干分析在客车低频降噪中的应用》文中认为汽车技术发展到现在已经有一百多年的历史,其使用性能和安全性能不断提高,各个汽车品牌之间的差距也日趋减小,与此同时,人们对汽车整体性能的要求也越来越高,汽车乘坐的舒适性能得到更多的关注。车内噪声是评价汽车乘坐舒适性的重要指标之一,噪声过大会造成车内乘客的疲劳和烦躁,影响汽车的行驶安全性,因而有效的降低车内噪声具有重要意义。本文以某款中型客车为研究对象,采用试验与仿真分析相结合的方法对车内噪声进行研究。首先对客车进行了道路噪声测试,对各测点声压信号的频谱分析和小波包分析结果显示车内噪声以低频为主。车内低频噪声一般为结构声,它一直是汽车噪声研究关注的重点问题,需要找到对噪声影响较大的振动结构进行改进,但是振动对场点的贡献并不能代表对整个声场的贡献量。针对多峰值多场点的车内声场问题,根据车内测点声压信号的能量分布情况,将能量加权系数引入偏相干分析方法,提出“总相干系数”和“相干系数和”的概念评价车身板件振动对车内声场的影响,通过对各板件振动与车内测点噪声信号进行偏相干分析,确定了对车内声场声学贡献最大的板件。然后建立白车身结构和车内声腔有限元模型,在此基础上进行了车内低频噪声预测和模态参与因子分析,找到对车内声压频率响应贡献最大的模态阶次。结合偏相干分析和模态参与因子分析的结果,确定了需要进行减振控制的具体车身板件部位。最后在相关板件部位粘贴约束阻尼材料,仿真结果显示各个测点声压信号在研究频段内整体下降,在各关注峰值频率处降幅明显。为验证分析方法和改进措施的降噪效果,在实车上粘贴阻尼材料并进行道路噪声测试,结果显示,改进后车内噪声得到明显改善,各测点声压级均下降1.8dB~3.2dB。仿真和试验结果表明,本文的研究方法为有效降低车内低频噪声提供了参考和指导方向。

王国春[9](2016)在《基于力学传递路径的电动汽车全铝车身正面碰撞优化设计》文中指出汽车安全、节能、环保成为当代汽车工业发展的三大主题。一方面,随着近年来国家对电动汽车产业扶持力度的加大,电动汽车的产量和保有量增速不断加快;另一方面,进入21世纪以来,我国汽车交通事故数量呈现出快速增长的趋势。因此,电动汽车的车身耐撞性能研究成为汽车安全研究领域的一个热点。为了在电动汽车正面碰撞中有效的保护乘员安全和电池安全,如何高效高精度的设计出最优的车身碰撞力学传递结构,并指导电动汽车安全性设计,成为必须要解决的技术难题。电动汽车由于电池重量占比大,为了增加续航里程,整车重量的降低显得尤为重要,超轻量化车身设计成为电动汽车的关键技术,为此,我们开发了电动车超轻量化全铝车身结构。基于以上,本文提出了基于力学传递路径的电动汽车全铝车身正面碰撞优化设计方法。其主要工作内容和创新成果主要包括:1、提出了一种基于渐进空间拓扑优化技术的电动汽车车身力学传递路径规划方法。该方法利用等效静态载荷方法的基本思想,引入专家系统,同时以整车造型和总布置参数为输入条件,在考虑复杂的线性和非线性工况下,建立了电动汽车车身拓扑优化模型。系统地研究了电动汽车车身和电池包结构的力学传递路径生成方法,确定出了电动汽车车身的最佳材料分布,获得了合理高效的最优力学传递路径。最后通过对拓扑优化结果的工程诠释,得到了最优的电动汽车车身构架结构。2、提出了基于HCA方法的正面碰撞关键部件断面形状优化方法。剖析纯电动全铝车身的正面碰撞力学传递路径,针对前防撞横梁与前纵梁等吸能关键部件,建立基于正面碰撞工况的非线性动态拓扑优化数学模型,引入基于变密度法和HCA法的SIMP模型进行拓扑优化,用以应对动态载荷加载的高度非线性条件。上述结构的优化过程中,构建适用于该应用环境下的局部控制规则,用以修改拓扑优化过程中单元材料的密度。通过对工况及约束条件的精准处理,经过多轮迭代,获得了前防撞横梁和前纵梁的截面拓扑优化结果。通过电动汽车前防撞梁和前纵梁的截面拓扑优化的案例结果显示,该方法可以有效的提高电动汽车的碰撞安全性能。3、提出了电动汽车正面碰撞力学传递路径的截面参数优化设计方法。根据电动汽车车身拓扑优化的工程解读结果,建立基于隐式参数化技术的全参数化车身模型,同时提出了截面参数化设计方法。在截面参数化优化设计中,根据力学传递路径截面力分析结果建立截面设计变量及响应,利用拉丁方试验设计方法建立电动汽车正面碰撞各响应的kriging代理模型。通过多目标遗传算法对正面碰撞关键力学传递路径进行截面优化设计。优化后不仅实现了整车加速度峰值显着改善,而且关键部件质量显着降低。4、提出了基于Kriging代理模型的电动汽车多刚体约束系统与有限元车身联合优化设计方法。以车身关键部件零部件厚度为设计变量,以电池保护为约束和目标,构建满足要求的车身加速度曲线库。以曲线库内加速度曲线为离散设计变量、以乘员约束系统参数为连续设计变量建立联合参数化设计模型,进行乘员响应的最优化分析,获取了较优的乘员响应和电池保护结果。联合优化设计方法的结果和传统方法结果进行对比研究后发现,该方法可以获得更好的乘员保护响应结果和更佳的电池保护。通过本文的研究表明,将基于渐进空间拓扑优化技术和HCA非线性动态拓扑优化方法相结合,不仅可以有效地获得电动汽车车身骨架的最优碰撞力学传递路径,还能够对力学传递路径上的关键车身吸能结构进行断面形状优化;以拓扑优化结果的工程诠释为依据,建立全参数化电动汽车车身骨架模型,可实现对正面碰撞关键力学传递路径的截面尺寸、板料厚度的优化设计;采用基于Kriging代理模型的的电动汽车多刚体约束系统与有限元车身联合优化设计,在保护乘员的同时还可以很好的保护电池安全性的要求。本文的主要结论对于今后电动汽车车身的耐撞性设计优化有重要的参考价值。

李万利[10](2016)在《轻型客车结构和声学特性分析与优化》文中认为车内低频结构噪声直接影响着驾乘人员的乘坐舒适性,妥善缓解车内低频结构噪声对车内驾乘人员造成的感官影响,改善车辆乘坐舒适性,是汽车企业提高其市场竞争力及其产品升级的重要方向。论文以某轻型客车为研究对象,首先运用模态灵敏度分析与结构优化的方法对车身结构的模态特性进行了预测与优化改进;然后对车内噪声进行了分析,基于板件声学贡献量分析结果,对车内声压影响较大的顶棚、前地板与后地板进行了优化改进,降低了车内低频噪声。论文主要的研究工作与结论包括:1,在某轻型客车几何模型的基础上建立了白车身有限元模型和车室声腔有限元模型,分别进行了模态分析,得到了结构和声腔的模态固有频率与振型,并通过对比结构有限元模态和试验模态,验证了所建立的车身结构有限元模型是可信的。根据车身结构模态计算结果,发现客车白车身的前三阶模态固有频率过低,为保证客车具有良好的平顺性,应使客车低阶模态固有频率避开与人体产生共振的频率范围。2,针对白车身结构前三阶模态固有频率过低的问题,对车身进行灵敏度分析,得到了前三阶模态固有频率与车身质量对各板件的灵敏度,在尽量不增加车身质量的情况下,运用形貌优化和零部件厚度调整的措施对车身结构进行改进,提高了车身前三阶模态固有频率,有效地避开了人体敏感频率范围4-12.5Hz,而车身质量没有明显增加。3,建立了客车的声固耦合有限元模型,在此基础以发动机激励为例对车内耦合噪声进行分析,通过对车内目标场点的声压级曲线图分析,得到了声压峰值与声压峰值对应的峰值频率。4,对车身进行板件声学贡献量分析,得出了各个板件在峰值频率下对各个场点的贡献系数,发现车身顶棚、前地板与后地板对车内各个场点的低频噪声贡献量较大,为车身结构优化与修改提供了依据与指导。通过形貌优化的措施对顶棚、前地板与后地板进行了结构改进。通过优化前后声压级曲线对比,各场点在最大噪声峰值频率处的声压值均下降了3-5dB(A),有效地改善了客车内部的声学环境,提高了驾乘人员的乘坐舒适性。

二、结构优化有限元分析在客车概念开发中的应用研究(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、结构优化有限元分析在客车概念开发中的应用研究(论文提纲范文)

(1)改进的等效静态载荷法及其在汽车结构碰撞拓扑优化中的应用研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 论文研究背景、目的及意义
        1.1.1 论文研究背景
        1.1.2 论文研究目的与意义
    1.2 结构碰撞拓扑优化法的国内外研究综述
        1.2.1 基结构法(GSA)
        1.2.2 基于图形和启发式准则的方法
        1.2.3 混合元胞自动机法(HCA)
        1.2.4 水平集法(LSM)
        1.2.5 基于等效静态载荷的结构优化法
        1.2.6 其他方法
    1.3 结构碰撞拓扑优化在车辆结构优化领域的应用研究综述
        1.3.1 基于等效静态载荷法的应用研究
        1.3.2 基于混合元胞自动机法的应用研究
        1.3.3 基于其他方法的应用研究
    1.4 现状总结与问题分析
    1.5 本文主要研究内容
第2章 基于等效静态载荷的结构优化法
    2.1 引言
    2.2 碰撞分析
        2.2.1 碰撞分析理论与方法
        2.2.2 汽车结构耐撞性评价指标
    2.3 等效静态载荷计算
    2.4 线性静态拓扑优化
        2.4.1 拓扑优化数学模型
        2.4.2 拓扑优化灵敏度计算
    2.5 变量更新及模型重构
    2.6 存在问题及原因分析
    2.7 本章小结
第3章 基于降阶等效静态载荷的结构碰撞拓扑优化法
    3.1 引言
    3.2 碰撞模型降阶理论与方法
        3.2.1 Guyan算法
        3.2.2 碰撞模型降阶理论
    3.3 降阶等效静态载荷计算
    3.4 基于降阶等效静态载荷的结构碰撞拓扑优化理论
        3.4.1 基于降阶等效静态载荷的结构碰撞拓扑优化数学模型
        3.4.2 基于降阶等效静态载荷的结构碰撞拓扑优化流程
    3.5 实例计算与结果分析
        3.5.1 简化车身正面碰撞模型降阶
        3.5.2 碰撞拓扑优化模型
    3.6 本章小结
第4章 基于等效线性静态载荷的结构碰撞拓扑优化法
    4.1 引言
    4.2 基于能量原理的位移缩放因子计算
    4.3 等效线性静态载荷计算
    4.4 基于等效线性静态载荷的结构碰撞拓扑优化理论
        4.4.1 基于等效线性静态载荷的结构碰撞拓扑优化数学模型
        4.4.2 基于等效线性静态载荷的结构碰撞拓扑优化流程
    4.5 实例计算与结果分析
        4.5.1 碰撞仿真分析与验证
        4.5.2 吸能盒诱导孔设计
        4.5.3 最优拓扑结构性能评价
    4.6 本章小结
第5章 某纯电动汽车前端系统碰撞安全性分析及结构拓扑优化设计
    5.1 引言
    5.2 前端系统正面碰撞安全性能分析及试验验证
        5.2.1 前端系统正面碰撞有限元仿真模型
        5.2.2 前端系统正面碰撞仿真分析及试验验证
        5.2.3 前端系统正面碰撞安全性能分析及关键结构确定
    5.3 前端系统关键结构碰撞拓扑优化
        5.3.1 吸能盒结构碰撞拓扑优化
        5.3.2 纵梁结构碰撞拓扑优化
    5.4 优化效果评价
    5.5 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 本文创新点
    6.3 研究展望
参考文献
作者简介及在学期间所获得的科研成果
致谢

(2)地铁铝合金车体结构仿真分析与疲劳寿命预测(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 地铁铝合金车体发展历程
        1.2.1 世界铝合金车体发展历程
        1.2.2 中国铝合金车体发展历程
    1.3 铝合金车体结构仿真及结构优化现状
    1.4 铝合金车体疲劳寿命预测现状
    1.5 技术路线
    1.6 论文研究内容
第2章 车体结构简介及有限元模型生成
    2.1 有限元法的基本理论
        2.1.1 有限元法的概述与发展
        2.1.2 有限元法的基本思想和求解过程
    2.2 车体结构简介
        2.2.1 主要技术参数
        2.2.2 材料属性
        2.2.3 车体结构简介
    2.3 车体模型的简化及模拟处理
        2.3.1 模型的简化
        2.3.2 连接方式与附件质量模拟
    2.4 车体有限元模型的建立
        2.4.1 网格划分基本原则
        2.4.2 有限元网格的生成
        2.4.3 有限元网格的无关性分析
    2.5 本章小结
第3章 车体结构静力学仿真分析
    3.1 车体强度与刚度分析
        3.1.1 强度与刚度评定标准
        3.1.2 约束条件及载荷
        3.1.3 载荷组合工况
        3.1.4 计算结果分析
    3.2 车体模态分析
        3.2.1 模态分析基本原理与提取方法
        3.2.2 模态评定标准
        3.2.3 模态计算结果
    3.3 本章小结
第4章 车体疲劳寿命计算
    4.1 疲劳理论
        4.1.1 疲劳的基本概念
        4.1.2 疲劳评价准则及标准
        4.1.3 疲劳的分类和铝合金车体疲劳类型
        4.1.4 疲劳寿命分析方法
    4.2 铝合金车体疲劳评估
        4.2.1 疲劳寿命评估点的确定
        4.2.2 疲劳载荷工况选取
        4.2.3 疲劳寿命结果分析
    4.3 本章小结
第5章 基于车辆全寿命周期成本的结构尺寸优化设计
    5.1 车辆全寿命周期成本理论
        5.1.1 车辆全寿命周期成本概念
        5.1.2 车辆全寿命周期成本分析
        5.1.3 降低全寿命周期成本的措施
    5.2 车体结构优化基本理论
        5.2.1 结构优化方法简介
        5.2.2 结构优化数学原理
        5.2.3 结构优化设计流程
    5.3 基于Optistruct的车体尺寸优化
        5.3.1 尺寸优化模型
        5.3.2 尺寸优化结果
    5.4 车体结构优化性能校核
        5.4.1 车体强度与刚度校核
        5.4.2 车体模态校核
    5.5 本章小结
第6章 总结与展望
参考文献
致谢
攻读学位期间研究成果

(3)氢燃料电池客车车架有限元分析及结构优化(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 车架有限元分析研究现状
        1.2.2 车架疲劳可靠性分析研究现状
        1.2.3 车架结构优化研究现状
    1.3 研究内容
    1.4 本章小结
第二章 氢燃料电池客车车架静强度分析
    2.1 氢燃料电池客车车架有限元建模
        2.1.1 氢燃料电池客车整车参数
        2.1.2 氢燃料电池客车车架三维模型建立
        2.1.3 氢燃料电池客车车架有限元模型建立
    2.2 氢燃料电池客车车架静强度分析
        2.2.1 车架静强度分析理论
        2.2.2 车架有限元载荷
        2.2.3 车架有限元边界条件
        2.2.4 车架静强度分析
        2.2.5 车架静强度分析结论
    2.3 本章小结
第三章 氢燃料电池客车车架动态特性分析
    3.1 氢燃料电池客车车架模态分析
        3.1.1 模态分析理论
        3.1.2 车架模态分析
        3.1.3 车架模态分析结果评价
    3.2 氢燃料电池客车车架频率响应分析
        3.2.1 频率响应分析理论
        3.2.2 车架频率响应分析
    3.3 本章小结
第四章 氢燃料电池客车车架疲劳可靠性分析
    4.1 疲劳可靠性分析理论
        4.1.1 线性累积损伤理论
        4.1.2 疲劳寿命预测方法
        4.1.3 疲劳特性曲线
    4.2 氢燃料电池客车车架疲劳可靠性分析
        4.2.1 车架载荷谱
        4.2.2 车架材料疲劳特性参数
        4.2.3 车架疲劳可靠性分析
    4.3 本章小结
第五章 氢燃料电池客车车架结构优化设计
    5.1 结构优化设计理论
        5.1.1 结构优化设计简介
        5.1.2 结构优化设计数学模型
    5.2 氢燃料电池客车车架多刚度拓扑优化设计
        5.2.1 车架拓扑优化理论
        5.2.2 车架拓扑优化基模型
        5.2.3 车架拓扑优化载荷与边界条件
        5.2.4 车架拓扑优化参数
        5.2.5 车架拓扑优化计算结果
    5.3 氢燃料电池客车车架二次改进
    5.4 氢燃料电池客车车架尺寸优化设计
        5.4.1 车架尺寸优化参数
        5.4.2 车架尺寸优化计算结果
    5.5 优化前后车架性能评价
        5.5.1 优化前后车架结构静态性能对比
        5.5.2 优化前后车架结构动态性能对比
        5.5.3 优化前后车架疲劳可靠性对比
    5.6 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读学位期间的研究成果
致谢

(4)基于侧翻安全性验证的某客车车身骨架多目标轻量化研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 客车骨架轻量化的主要途径
    1.3 客车车身轻量化的国内外研究现状
        1.3.1 多目标优化方法
        1.3.2 国外研究现状
        1.3.3 国内研究现状
    1.4 客车侧翻安全性的研究现状
        1.4.1 客车侧翻相关法规
        1.4.2 客车侧翻安全性研究现状
    1.5 本文主要研究内容及技术路线
第二章 多目标优化方法与客车侧翻有限元分析方法
    2.1 多目标优化方法
        2.1.1 试验设计方法
        2.1.2 近似模拟方法
        2.1.3 多目标遗传算法
    2.2 客车侧翻有限元法分析方法
        2.2.1 基本力学模型与控制方程
        2.2.2 显式中心差分法与时间步长
        2.2.3 沙漏控制
        2.2.4 接触碰撞截面算法
    2.3 本章小结
第三章 客车车身骨架有限元模型的建立与基本性能分析
    3.1 客车车身骨架有限元模型的建立
        3.1.1 研究对象介绍
        3.1.2 车身骨架模型的简化
        3.1.3 单元类型的选择
        3.1.4 车身骨架网格的划分
        3.1.5 车身骨架连接方式
        3.1.6 车身载荷的处理
        3.1.7 材料属性
    3.2 客车车身骨架典型工况性能分析
        3.2.1 水平弯曲工况静态分析
        3.2.2 极限扭转工况静态分析
        3.2.3 紧急制动工况静态分析
        3.2.4 紧急转弯工况静态分析
    3.3 大客车车身骨架模态性能分析
    3.4 本章小结
第四章 基于多目标优化方法的车身骨架轻量化
    4.1 设计变量的选择
    4.2 设计变量分组处理
    4.3 设计变量的筛选
        4.3.1 车身弯曲刚度和扭转刚度的计算方法
        4.3.2 设计变量的确定
    4.4 客车车身骨架多目标尺寸优化
        4.4.1 试验设计
        4.4.2 近似模型的建立
        4.4.3 多目标优化求解
    4.5 轻量化前后车身骨架典型工况性能对比
        4.5.1 水平弯曲工况
        4.5.2 极限扭转工况
        4.5.3 紧急制动工况
        4.5.4 紧急转弯工况
    4.6 轻量化前后车身骨架模态性能对比
    4.7 本章小结
第五章 客车侧翻试验有限元模型的建立与安全性验证
    5.1 客车侧翻试验有限元模型的建立
        5.1.1 试验平台有限元建模
        5.1.2 生存空间的建模
    5.2 客车侧翻试验模型参数的定义
        5.2.1 接触的定义
        5.2.2 客车侧翻仿真初始条件的确定
        5.2.3 计算及输出参数的设置
    5.3 轻量化前后客车车身侧翻安全性分析
        5.3.1 车身结构变形分析
        5.3.2 车身结构应力分析
        5.3.3 乘员生存空间评价
        5.3.4 客车侧翻能量分析
    5.4 本章小结
总结与展望
参考文献
攻读硕士学位期间取得的研究成果
致谢
附件

(5)客车局部结构刚度贡献度评价方法改进及应用研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 客车车身结构设计技术发展现状
    1.3 CAE技术在客车车身结构性能设计中的应用
    1.4 车身结构轻量化技术
    1.5 车身结构模态分析技术
    1.6 本文主要研究内容及章节安排
第2章 客车局部结构刚度贡献度评价方法的改进研究
    2.1 引言
    2.2 车身结构局部刚度贡献度的评价方法改进
        2.2.1 车身结构局部刚度贡献度的评价方法
        2.2.2 车身结构局部刚度贡献度评价方法的改进
        2.2.3 车身局部刚度贡献度与贡献度系数评价方法的比较
        2.2.4 车身结构局部刚度贡献度系数评价方法总结
    2.3 方法应用举例
    2.4 本章小结
第3章 基于刚度贡献度系数的车身结构匹配设计方法应用研究
    3.1 引言
    3.2 分析模型验证
        3.2.1 样车试验及测试数据处理
        3.2.2 样车结构试验测试数据与CAE仿真计算结果验证
    3.3 车身结构局部结构刚度贡献度系数评价方法的应用研究
        3.3.1 基于左右侧弯曲刚度互补的车身结构匹配结构优化设计
        3.3.2 基于车身左右侧结构刚度贡献度系数一致的结构匹配优化设计
        3.3.3 基于车身上下部结构刚度性能评价的结构优化设计
    3.4 四种车身结构性能总结
        3.4.1 结构改进说明
        3.4.2 四种车身结构综合性能总结
    3.5 本章小结
第4章 基于刚度贡献度系数的轻量化车身结构设计方法应用研究
    4.1 引言
    4.2 车身局部刚度贡献度系数评价准则介绍
    4.3 轻量化材料结构车身设计技术研究
        4.3.1 车身局部结构刚度贡献度系数 U_i>1 区域局部结构轻量化设计
        4.3.2 车身局部结构刚度贡献度系数 U_i<1区域结构轻量化设计
        4.3.3 多材料车身结构设计及综合性能评价
    4.4 本章小结
第5章 客车车身各局部结构模态贡献度评价方法研究及应用
    5.1 引言
    5.2 客车车身结构动态性能研究
        5.2.1 车身结构模态分析基本理论
        5.2.2 影响车身结构模态频率的因素初步探讨
    5.3 车身结构各局部模态贡献度评价方法研究
        5.3.1 客车车身结构局部模态贡献度评价方法定义
        5.3.2 方法总结
        5.3.3 应用案例
    5.4 客车车身局部模态评价方法的应用研究
        5.4.1 案例车型模态特性评价
        5.4.2 基于车身局部模态贡献度的车身结构模态频率优化设计
        5.4.3 车身局部模态贡献度评价方法的应用效果总结
    5.5 本章小结
第6章 总结与展望
    6.1 全文总结
    6.2 主要创新点
    6.3 工作展望
参考文献
作者简介及在学和工作期间所取得的科研成果
致谢

(6)价值工程和对标分析在产品开发中的应用研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 价值工程国内外研究现状
        1.2.2 对标分析国内外研究现状
    1.3 本文研究的主要内容
        1.3.1 研究目标及内容
        1.3.2 研究方案及方法
第2章 价值工程和对标分析理论研究
    2.1 价值工程
        2.1.1 价值工程基本理论
        2.1.2 价值工程对象选择
        2.1.3 价值工程功能分析与评价
        2.1.4 价值工程改进方案制定
    2.2 对标分析
        2.2.1 对标分析基本理论
        2.2.2 对标分析技术方法
第3章 价值工程和对标分析结合的分析方法研究
    3.1 价值工程和对标分析综合分析方法的概念
    3.2 价值工程和对标分析综合分析方法步骤
    3.3 实物成本分析模型及实物成本计算方法研究
        3.3.1 实物成本分析模型研究
        3.3.2 实物成本计算模型研究
第4章 价值工程和对标分析在燃油箱开发改进过程的应用
    4.1 分析对象选择
    4.2 燃油箱及托架总成拆解分析
    4.3 燃油箱及托架总成成本调研
    4.4 燃油箱及托架总成价值分析
        4.4.1 功能定义
        4.4.2 功能整理
        4.4.3 功能价值分析
    4.5 竞品燃油箱对标分析
        4.5.1 竞品分析对象选择
        4.5.2 竞品燃油箱对标分析及改善提案发掘
    4.6 改善提案可行性分析及实施效果
    4.7 本章小结
第5章 研究总结、对策建议及展望
    5.1 研究总结
    5.2 对策建议
    5.3 研究展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间发表的学术论文与研究成果

(7)中国汽车工程学术研究综述·2017(论文提纲范文)

索引
0引言
1汽车NVH控制 (长安汽车工程研究院庞剑总工程师统稿)
    1.1从静音到声品质 (重庆大学贺岩松教授提供初稿)
        1.1.1国内外研究现状
        1.1.1.1声品质主观评价
        1.1.1.2声品质客观评价
        1.1.1.3声品质主客观统一模型
        1.1.2存在的问题
        1.1.3研究发展趋势
    1.2新能源汽车NVH控制技术
        1.2.1驱动电机动力总成的NVH技术 (同济大学左曙光教授、林福博士生提供初稿)
        1.2.1.1国内外研究现状
        1.2.1.2热点研究方向
        1.2.1.3存在的问题与展望
        1.2.2燃料电池发动机用空压机的NVH技术 (同济大学左曙光教授、韦开君博士生提供初稿)
        1.2.2.1国内外研究现状
        1.2.2.2存在的问题
        1.2.2.3总结与展望
    1.3车身与底盘总成NVH控制技术
        1.3.1车身与内饰 (长安汽车工程研究院庞剑总工程师提供初稿)
        1.3.1.1车身结构
        1.3.1.2声学包装
        1.3.2制动系 (同济大学张立军教授、徐杰博士生、孟德建讲师提供初稿)
        1.3.2.1制动抖动
        1.3.2.2制动颤振
        1.3.2.3制动尖叫
        1.3.2.4瓶颈问题与未来趋势
        1.3.3轮胎 (清华大学危银涛教授、杨永宝博士生、赵崇雷硕士生提供初稿)
        1.3.3.1轮胎噪声机理研究
        1.3.3.2轮胎噪声计算模型
        1.3.3.3轮胎噪声的测量手段
        1.3.3.4降噪方法
        1.3.3.5问题与展望
        1.3.4悬架系 (吉林大学庄晔副教授提供初稿)
        1.3.4.1悬架系NVH问题概述
        1.3.4.2悬架系的动力学建模与NVH预开发
        1.3.4.3悬架系的关键部件NVH设计
        1.3.4.4悬架NVH设计整改
    1.4主动振动控制技术 (重庆大学郑玲教授提供初稿)
        1.4.1主动和半主动悬架技术
        1.4.1.1主动悬架技术
        1.4.1.2半主动悬架技术
        1.4.2主动和半主动悬置技术
        1.4.2.1主动悬置技术
        1.4.2.2半主动悬置技术
        1.4.3问题及发展趋势
2汽车电动化与低碳化 (江苏大学何仁教授统稿)
    2.1传统汽车动力总成节能技术 (同济大学郝真真博士生、倪计民教授提供初稿)
        2.1.1国内外研究现状
        2.1.1.1替代燃料发动机
        2.1.1.2高效内燃机
        2.1.1.3新型传动方式
        2.1.2存在的主要问题
        2.1.3重点研究方向
        2.1.4发展对策及趋势
    2.2混合动力电动汽车技术 (重庆大学胡建军教授、秦大同教授, 彭航、周星宇博士生提供初稿)
        2.2.1国内外研究现状
        2.2.2存在的问题
        2.2.3重点研究方向
    2.3新能源汽车技术
        2.3.1纯电动汽车技术 (长安大学马建、余强、汪贵平教授, 赵轩、李耀华副教授, 许世维、唐自强、张一西研究生提供初稿)
        2.3.1.1动力电池
        2.3.1.2分布式驱动电动汽车驱动控制技术
        2.3.1.3纯电动汽车制动能量回收技术
        2.3.2插电式混合动力汽车技术 (重庆大学胡建军、秦大同教授, 彭航、周星宇博士生提供初稿)
        2.3.2.1国内外研究现状
        2.3.2.2存在的问题
        2.3.2.3热点研究方向
        2.3.2.4研究发展趋势
        2.3.3燃料电池电动汽车技术 (北京理工大学王震坡教授、邓钧君助理教授, 北京重理能源科技有限公司高雷工程师提供初稿)
        2.3.3.1国内外技术发展现状
        2.3.3.2关键技术及热点研究方向
        2.3.3.3制约燃料电池汽车发展的关键因素
        2.3.3.4燃料电池汽车的发展趋势
3汽车电子化 (吉林大学宗长富教授统稿)
    3.1汽车发动机电控技术 (北京航空航天大学杨世春教授、陈飞博士提供初稿)
        3.1.1国内外研究现状
        3.1.2重点研究方向
        3.1.2.1汽车发动机燃油喷射控制技术
        3.1.2.2汽车发动机涡轮增压控制技术
        3.1.2.3汽车发动机电子节气门控制技术
        3.1.2.4汽车发动机点火控制技术
        3.1.2.5汽车发动机空燃比控制技术
        3.1.2.6汽车发动机怠速控制技术
        3.1.2.7汽车发动机爆震检测与控制技术
        3.1.2.8汽车发动机先进燃烧模式控制技术
        3.1.2.9汽车柴油发动机电子控制技术
        3.1.3研究发展趋势
    3.2汽车转向电控技术
        3.2.1电动助力转向技术 (吉林大学宗长富教授、陈国迎博士提供初稿)
        3.2.1.1国内外研究现状
        3.2.1.2重点研究方向和存在的问题
        3.2.1.3研究发展趋势
        3.2.2主动转向及四轮转向技术 (吉林大学宗长富教授、陈国迎博士提供初稿)
        3.2.2.1国内外研究现状
        3.2.2.2研究热点和存在问题
        3.2.2.3研究发展趋势
        3.2.3线控转向技术 (吉林大学郑宏宇副教授提供初稿)
        3.2.3.1转向角传动比
        3.2.3.2转向路感模拟
        3.2.3.3诊断容错技术
        3.2.4商用车电控转向技术 (吉林大学宗长富教授、赵伟强副教授, 韩小健、高恪研究生提供初稿)
        3.2.4.1电控液压转向系统
        3.2.4.2电液耦合转向系统
        3.2.4.3电动助力转向系统
        3.2.4.4后轴主动转向系统
        3.2.4.5新能源商用车转向系统
        3.2.4.6商用车转向系统的发展方向
    3.3汽车制动控制技术 (合肥工业大学陈无畏教授、汪洪波副教授提供初稿)
        3.3.1国内外研究现状
        3.3.1.1制动系统元部件研发
        3.3.1.2制动系统性能分析
        3.3.1.3制动系统控制研究
        3.3.1.4电动汽车研究
        3.3.1.5混合动力汽车研究
        3.3.1.6参数测量
        3.3.1.7与其他系统耦合分析及控制
        3.3.1.8其他方面
        3.3.2存在的问题
    3.4汽车悬架电控技术 (吉林大学庄晔副教授提供初稿)
        3.4.1电控悬架功能与评价指标
        3.4.2电控主动悬架最优控制
        3.4.3电控悬架其他控制算法
        3.4.4电控悬架产品开发
4汽车智能化与网联化 (清华大学李克强教授、长安大学赵祥模教授共同统稿)
    4.1国内外智能网联汽车研究概要
        4.1.1美国智能网联汽车研究进展 (美国得克萨斯州交通厅Jianming Ma博士提供初稿)
        4.1.1.1美国智能网联车研究意义
        4.1.1.2网联车安全研究
        4.1.1.3美国自动驾驶车辆研究
        4.1.1.4智能网联自动驾驶车
        4.1.2中国智能网联汽车研究进展 (长安大学赵祥模教授、徐志刚副教授、闵海根、孙朋朋、王振博士生提供初稿)
        4.1.2.1中国智能网联汽车规划
        4.1.2.2中国高校及研究机构智能网联汽车开发情况
        4.1.2.3中国企业智能网联汽车开发情况
        4.1.2.4存在的问题
        4.1.2.5展望
    4.2复杂交通环境感知
        4.2.1基于激光雷达的环境感知 (长安大学付锐教授、张名芳博士生提供初稿)
        4.2.1.1点云聚类
        4.2.1.2可通行区域分析
        4.2.1.3障碍物识别
        4.2.1.4障碍物跟踪
        4.2.1.5小结
        4.2.2车载摄像机等单传感器处理技术 (武汉理工大学胡钊政教授、陈志军博士, 长安大学刘占文博士提供初稿)
        4.2.2.1交通标志识别
        4.2.2.2车道线检测
        4.2.2.3交通信号灯检测
        4.2.2.4行人检测
        4.2.2.5车辆检测
        4.2.2.6总结与展望
    4.3高精度地图及车辆导航定位 (武汉大学李必军教授、长安大学徐志刚副教授提供初稿)
        4.3.1国内外研究现状
        4.3.2当前研究热点
        4.3.2.1高精度地图的采集
        4.3.2.2高精度地图的地图模型
        4.3.2.3高精度地图定位技术
        4.3.2.4基于GIS的路径规划
        4.3.3存在的问题
        4.3.4重点研究方向与展望
    4.4汽车自主决策与轨迹规划 (清华大学王建强研究员、李升波副教授、忻隆博士提供初稿)
        4.4.1驾驶人决策行为特性
        4.4.2周车运动轨迹预测
        4.4.3智能汽车决策方法
        4.4.4自主决策面临的挑战
        4.4.5自动驾驶车辆的路径规划算法
        4.4.5.1路线图法
        4.4.5.2网格分解法
        4.4.5.3 Dijistra算法
        4.4.5.4 A*算法
        4.4.6路径面临的挑战
    4.5车辆横向控制及纵向动力学控制
        4.5.1车辆横向控制结构 (华南理工大学游峰副教授, 初鑫男、谷广研究生, 中山大学张荣辉研究员提供初稿)
        4.5.1.1基于经典控制理论的车辆横向控制 (PID)
        4.5.1.2基于现代控制理论的车辆横向控制
        4.5.1.3基于智能控制理论的车辆横向控制
        4.5.1.4考虑驾驶人特性的车辆横向控制
        4.5.1.5面临的挑战
        4.5.2动力学控制 (清华大学李升波副研究员、李克强教授、徐少兵博士提供初稿)
        4.5.2.1纵向动力学模型
        4.5.2.2纵向稳定性控制
        4.5.2.3纵向速度控制
        4.5.2.4自适应巡航控制
        4.5.2.5节油驾驶控制
    4.6智能网联汽车测试 (中国科学院自动化研究所黄武陵副研究员、王飞跃研究员, 清华大学李力副教授, 西安交通大学刘跃虎教授、郑南宁院士提供初稿)
        4.6.1智能网联汽车测试研究现状
        4.6.2智能网联汽车测试热点研究方向
        4.6.2.1智能网联汽车测试内容研究
        4.6.2.2智能网联汽车测试方法
        4.6.2.3智能网联汽车的测试场地建设
        4.6.3智能网联汽车测试存在的问题
        4.6.4智能网联汽车测试研究发展趋势
        4.6.4.1智能网联汽车测试场地建设要求
        4.6.4.2智能网联汽车测评方法的发展
        4.6.4.3加速智能网联汽车测试及进程管理
    4.7典型应用实例解析
        4.7.1典型汽车ADAS系统解析
        4.7.1.1辅助车道保持系统、变道辅助系统与自动泊车系统 (同济大学陈慧教授, 何晓临、刘颂研究生提供初稿)
        4.7.1.2 ACC/AEB系统 (清华大学王建强研究员, 华南理工大学游峰副教授、初鑫男、谷广研究生, 中山大学张荣辉研究员提供初稿)
        4.7.2 V2X协同及队列自动驾驶
        4.7.2.1一维队列控制 (清华大学李克强教授、李升波副教授提供初稿)
        4.7.2.2二维多车协同控制 (清华大学李力副教授提供初稿)
        4.7.3智能汽车的人机共驾技术 (武汉理工大学褚端峰副研究员、吴超仲教授、黄珍教授提供初稿)
        4.7.3.1国内外研究现状
        4.7.3.2存在的问题
        4.7.3.3热点研究方向
        4.7.3.4研究发展趋势
5汽车碰撞安全技术
    5.1整车碰撞 (长沙理工大学雷正保教授提供初稿)
        5.1.1汽车碰撞相容性
        5.1.1.1国内外研究现状
        5.1.1.2存在的问题
        5.1.1.3重点研究方向
        5.1.1.4展望
        5.1.2汽车偏置碰撞安全性
        5.1.2.1国内外研究现状
        5.1.2.2存在的问题
        5.1.2.3重点研究方向
        5.1.2.4展望
        5.1.3汽车碰撞试验测试技术
        5.1.3.1国内外研究现状
        5.1.3.2存在的问题
        5.1.3.3重点研究方向
        5.1.3.4展望
    5.2乘员保护 (重庆理工大学胡远志教授提供初稿)
        5.2.1国内外研究现状
        5.2.2重点研究方向
        5.2.3展望
    5.3行人保护 (同济大学王宏雁教授、余泳利研究生提供初稿)
        5.3.1概述
        5.3.2国内外研究现状
        5.3.2.1被动安全技术
        5.3.2.2主动安全技术研究
        5.3.3研究热点
        5.3.3.1事故研究趋势
        5.3.3.2技术发展趋势
        5.3.4存在的问题
        5.3.5小结
    5.4儿童碰撞安全与保护 (湖南大学曹立波教授, 同济大学王宏雁教授、李舒畅研究生提供初稿;曹立波教授统稿)
        5.4.1国内外研究现状
        5.4.1.1儿童碰撞安全现状
        5.4.1.2儿童损伤生物力学研究现状
        5.4.1.3车内儿童安全法规和试验方法
        5.4.1.4车外儿童安全法规和试验方法
        5.4.1.5儿童安全防护措施
        5.4.1.6儿童约束系统使用管理与评价
        5.4.2存在的问题
        5.4.3重点研究方向
        5.4.4发展对策和展望
    5.5新能源汽车碰撞安全 (大连理工大学侯文彬教授、侯少强硕士生提供初稿)
        5.5.1国内外研究现状
        5.5.1.1新能源汽车碰撞试验
        5.5.1.2高压电安全控制研究
        5.5.1.3新能源汽车车身结构布局研究
        5.5.1.4电池包碰撞安全防护
        5.5.1.5动力电池碰撞安全
        5.5.2热点研究方向
        5.5.3存在的问题
        5.5.4发展对策与展望
6结语

(8)基于能量分布的偏相干分析在客车低频降噪中的应用(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 车内噪声产生原因
    1.3 汽车噪声控制方法
    1.4 国内外研究现状
        1.4.1 小波变换
        1.4.2 偏相干分析
        1.4.3 模态参与因子分析
        1.4.4 汽车低频声改进
    1.5 本文主要研究内容
第2章 客车噪声测试及分析
    2.1 客车噪声测试
        2.1.1 试验车辆参数
        2.1.2 噪声数据采集
    2.2 频谱分析及小波包分析理论
        2.2.1 频谱分析
        2.2.2 小波包分析
    2.3 车内噪声声学特性分析
        2.3.1 噪声信号频谱分析
        2.3.2 噪声信号小波包分析
    2.4 本章小结
第3章 车身板件声学贡献分析
    3.1 基于能量分布的偏相干分析
        3.1.1 偏相干分析理论
        3.1.2 改进的偏相干分析方法
    3.2 板件声学贡献分析
        3.2.1 振动噪声数据采集
        3.2.2 振动噪声偏相干分析
    3.3 本章小结
第4章 车内声学仿真及模态参与因子分析
    4.1 汽车噪声预测方法
    4.2 模态参与因子分析理论
        4.2.1 模态参与因子分析
        4.2.2 总模态参与因子
    4.3 客车声-固耦合模型建立
        4.3.1 白车身结构有限元建模
        4.3.2 白车身结构模态试验
        4.3.3 车室声腔有限元建模
    4.4 车内低频噪声预测
    4.5 车身结构总模态参与因子分析
    4.6 本章小结
第5章 车内低频噪声改进
    5.1 车内低频噪声改进方法
        5.1.1 结构优化方法
        5.1.2 阻尼材料的应用
    5.2 改进后车内声学响应
        5.2.1 改进后车内声学响应预测
        5.2.2 改进效果试验验证
    5.3 本章小结
总结与展望
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录

(9)基于力学传递路径的电动汽车全铝车身正面碰撞优化设计(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 电动汽车正面耐撞性设计方法概况
        1.2.1 汽车正面碰撞设计的国内外研究进展
        1.2.2 电动汽车正面碰撞设计的国内外研究进展
    1.3 基于力学传递路径的耐撞性设计研究进展
    1.4 本课题来源及创新点
        1.4.1 现有力学传递路径设计的问题
        1.4.2 本文的研究内容及主要创新点
第2章 电动汽车全铝车身力学传递路径规划方法研究
    2.1 引言
    2.2 基于渐进空间拓扑优化技术
    2.3 专家系统规则
    2.4 基于碰撞力的等效静载荷
    2.5 基于渐进空间拓扑优化技术的电动汽车碰撞拓扑骨架优化
        2.5.1 电动汽车车身骨架拓扑优化模型
        2.5.2 约束条件
        2.5.3 电动汽车多工况设定
        2.5.4 渐进迭代优化
    2.6 拓扑结果工程解读
    2.7 本章小结
第3章 基于HCA方法的正面碰撞关键部件断面优化
    3.1 引言
    3.2 HCA方法在汽车碰撞仿真中的应用研究
        3.2.1 HCA方法简介
        3.2.2 非线性材料参数化
        3.2.3 HCA算法优化模型
        3.2.4 材料的重新分布过程
        3.2.5 局部控制规则及收敛准则
        3.2.6 HCA算法步骤
    3.3 前防撞横梁结构拓扑优化
        3.3.1 前防撞横梁优化模型
        3.3.2 工况处理及约束条件定义
        3.3.3 拓扑优化结果
        3.3.4 工程解读
    3.4 前纵梁结构拓扑优化
        3.4.1 前纵梁优化模型
        3.4.2 加载工况及约束条件定义
        3.4.3 拓扑优化结果
        3.4.4 工程解读
    3.5 优化结构的性能验证
        3.5.1 整车碰撞模型构建
        3.5.2 正面碰撞性能分析
        3.5.3 偏置碰撞性能分析
    3.6 本章小结
第4章 汽车正面碰撞力学传递路径截面参数优化设计
    4.1 引言
    4.2 参数化建模方法研究
        4.2.1 参数化模型介绍
        4.2.2 参数化建模方法
    4.3 试验设计与Kriging代理模型
        4.3.1 试验设计
        4.3.2 Kriging代理模型
    4.4 截面参数化方法
    4.5 基于参数化模型的电动汽车正面碰撞截面优化
        4.5.1 参数化电动汽车正碰模型建立
        4.5.2 正面碰撞力学传递路径分析
        4.5.3 设计变量的定义
        4.5.4 优化问题定义
        4.5.5 Kriging代理模型建立
        4.5.6 优化过程及结果
    4.6 本章小结
第5章 基于Kriging模型的多刚体约束系统与有限元车身联合参数化设计
    5.1 引言
    5.2 基于多体动力学的电动汽车乘员约束系统最优化设计
        5.2.1 汽车乘员约束系统的研究方法
        5.2.2 约束系统模型的建立和验证
        5.2.3 基于模拟退火算法的乘员约束系统优化分析
    5.3 基于代理模型技术的电动汽车联合优化设计
        5.3.1 联合优化设计流程
        5.3.2 优化过程及结果对比
    5.4 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
附录A 攻读博士学位期间所发表的学术论文

(10)轻型客车结构和声学特性分析与优化(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 论文研究的背景与意义
    1.2 车内噪声控制方法
    1.3 结构噪声研究现状
        1.3.1 有限元法
        1.3.2 边界元法
        1.3.3 统计能量法
        1.3.4 传递路径法
    1.4 论文的研究内容及思路
第二章 车身结构模态分析
    2.1 白车身结构模态分析
        2.1.1 模态分析的理论基础
    2.2 车身CAD模型的建立
    2.3 车身有限元模型的建立
        2.3.1 几何清理
        2.3.2 网格划分
        2.3.3 网格检查
        2.3.4 零部件连接
        2.3.5 材料属性的确定
    2.4 结构有限元模态分析
        2.4.1 模态分析步骤
        2.4.2 结构模态分析结果
        2.4.3 结构有限元模型的验证
    2.5 本章小结
第三章 车内声腔模态分析
    3.1 汽车车内声腔模态分析概述
        3.1.1 声学模态的有限元分析
    3.2 车内声场模型的建立
        3.2.1 模型简化与网格划分
        3.2.2 定义材料和属性
    3.3 车内声场模态分析
    3.4 本章小结
第四章 前三阶模态灵敏度分析
    4.1 灵敏度分析
        4.1.1 灵敏度分析理论
    4.2 客车白车身灵敏度分析
    4.3 白车身结构改进与仿真验证
        4.3.1 结构优化
        4.3.2 关键零部件厚度调整
        4.3.3 仿真验证
    4.4 本章小结
第五章 车内低频结构耦合噪声分析
    5.1 声固耦合基本理论
    5.2 车内声固耦合分析
        5.2.1 结构-声腔耦合模型的建立
        5.2.2 建立车内场点
        5.2.3 发动机激励信号
        5.2.4 计权方式的选择
        5.2.5 分析参数设置
    5.3 车内频响声压分析
    5.4 本章小结
第六章 板件声学贡献量分析与结构改进
    6.1 车身板件声学贡献量分析
        6.1.1 板件声学贡献分析理论
        6.1.2 声传递向量的概念ATV
    6.2 板件声学贡献量分析
    6.3 车身结构改进
        6.3.1 顶棚与后地板的结构改进
        6.3.2 前地板结构改进
    6.4 结构改进结果仿真验证
    6.5 本章小结
第七章 全文总结与展望
    7.1 论文总结
    7.2 论文展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表的学术论文

四、结构优化有限元分析在客车概念开发中的应用研究(论文参考文献)

  • [1]改进的等效静态载荷法及其在汽车结构碰撞拓扑优化中的应用研究[D]. 任春. 吉林大学, 2020(08)
  • [2]地铁铝合金车体结构仿真分析与疲劳寿命预测[D]. 王子业. 上海应用技术大学, 2020(02)
  • [3]氢燃料电池客车车架有限元分析及结构优化[D]. 黄妮. 青岛大学, 2019(02)
  • [4]基于侧翻安全性验证的某客车车身骨架多目标轻量化研究[D]. 杨朝晖. 华南理工大学, 2019(01)
  • [5]客车局部结构刚度贡献度评价方法改进及应用研究[D]. 姚成. 吉林大学, 2018(12)
  • [6]价值工程和对标分析在产品开发中的应用研究[D]. 王锴. 清华大学, 2017(06)
  • [7]中国汽车工程学术研究综述·2017[J]. 《中国公路学报》编辑部. 中国公路学报, 2017(06)
  • [8]基于能量分布的偏相干分析在客车低频降噪中的应用[D]. 王茜影. 湖南大学, 2017(07)
  • [9]基于力学传递路径的电动汽车全铝车身正面碰撞优化设计[D]. 王国春. 湖南大学, 2016(05)
  • [10]轻型客车结构和声学特性分析与优化[D]. 李万利. 江苏大学, 2016(11)

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结构优化有限元分析在乘用车概念开发中的应用研究
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