基于模态和刚度灵敏度分析的白车身轻量化研究.pdf

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基于模态和刚度灵敏度分析的白车身轻量化研究木结构优化引言【摘要】【����】���【关键词】据统计表明,汽车的重量和燃油消耗之间存在密切的关系,整车重量减轻�%,燃油的消耗将降低�ヒ�%⋯,近十几年来,随着世界环境保护和节能减碳的加强,汽车的轻量化已逐渐成为今后长期发展方向。在正向车开发阶段,通过车身轻量化分析,对优化车身结构、提高车身性能、缩短开发周期以及节省开发成本等都具有重要意义。白车身是轿车的骨架,肩负质量和性能的双重重任,车身轻量化不能引起安全、强度、���性能的降低,因此需同时兼顾这些性能,保证汽车的整车性能;汽车的模态和刚度是最基本的静动态性能,反映车身钣金件的常规刚度和强度,是整车性能的基础,合理控制模态和刚度能够减小车身轻量化对车身的负面影响。结构优化和结构分析是结构设计中两个完全朱鹏张新超杨笠唐小兵���,������白车身汽车轻量化�������痡.��.���������������结构优化概述�虾:B砥�笛蟹⒂邢薰�荆�虾����以某在研车型为研究对象,建立了自车身有限元模型,以车身板厚为设计变量,基于模态和刚度进行了灵敏度分析,综合考虑汽车的制造成本和性能要求,找到影响较大的部件进行优化,并确定最终方案。经过优化白车身共减重�.��,轻量化指数降低了����阅苎橹し治龅慕峁�允景壮瞪砟L�⒏斩取⑶慷取��全各项性能均能满足目标值的要求,表明基于模态和刚度灵敏度分析的白车身轻量化分析方法是有效的。�����上海汽车��.����������,��������.������������������.���,���—���甌���,�����������,���牧稿日期:��一���‘为上海市汽车工程学会��年优秀论文。·�·
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【吨≥一���毋�阬,.⋯,戈������猧�槊舳确治�戈�舅�瓀。�。不同的阶段,结构优化以结构分析为前提,在形成优化模型的基础上进行设计点的寻优,得到最优的结构设计,它是结构分析的进一步延伸和升华,由消极设计升华为主动的改善设计旧��一般情况下,结构优化需具备�K丶矗荷杓�变量、目标函数和约束条件。设计变量是指可以表征设计的一组参数,如材料的密度、单元面积、零件厚度、零件形状等,在数学上,设计变量是一目标函数是设计变量的函数,是用来评价设计优劣的标准,在结构优化过程时,目标最优可以是重量最轻、刚度最大、使用寿命最长等,数学表八石�八戈��⋯一戈。��约束条件是对设计变量的限制,它反映了设计变量在变化过程中必须要遵循的条件或者关系,可以是等式也可以是不等式,约束条件也是设计变量的函数,如:灵敏度分析首先需要将系统的一些参数,如材料的密度、板件的厚度等设计参数用变量来表示,将设计目标�肷杓票淞浚�。之间建立函数关系��秽。⋯⋯秽。���鄙杓票淞啃枰B�阋欢�的约束方程,�保��璽,。�����⋯�。优化过程就是设计变量在满足约束方程和取值范围内,使设计目标达到最大或最小旧��如果设计变量秒。有一个很小的变化血��勘�函数也会有一个很小的变化,即度,动态灵敏度主要是指模态参数对设计变量的和弯曲刚度对设计变量的灵敏度,可以是车身刚度对板厚和材料的灵敏度,也可以使车身质量对板厚的灵敏度�。以白车身模态和刚度作为约束条件的灵敏度分析,一般是将板件的厚度作为设计变量,已达到轻量化的目的,以