版權(quán)說(shuō)明:本文檔由用戶(hù)提供并上傳,收益歸屬內(nèi)容提供方,若內(nèi)容存在侵權(quán),請(qǐng)進(jìn)行舉報(bào)或認(rèn)領(lǐng)
文檔簡(jiǎn)介
1、近年來(lái),車(chē)身輕量化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)已經(jīng)成為汽車(chē)發(fā)展的核心問(wèn)題,在眾多的輕量化結(jié)構(gòu)中,有一類(lèi)性能優(yōu)良的薄壁結(jié)構(gòu),其材料等級(jí)或者厚度屬性具有某種離散或連續(xù)梯度分布形式,比如激光拼焊板結(jié)構(gòu)和連續(xù)變厚度結(jié)構(gòu)等。理論上來(lái)講,梯度特性可以使工程師們根據(jù)不同典型結(jié)構(gòu)的性能特點(diǎn)和要求定制出特定的車(chē)身零部件,進(jìn)而使結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)在最大程度上達(dá)到“剛?cè)岵?jì)”、“軟硬兼施”。與傳統(tǒng)均質(zhì)結(jié)構(gòu)相比,梯度薄壁結(jié)構(gòu)在未來(lái)汽車(chē)輕量化的實(shí)踐開(kāi)發(fā)中必將發(fā)揮其重要的作用。目前的梯度結(jié)構(gòu)設(shè)
2、計(jì)主要依賴(lài)于經(jīng)驗(yàn)或不斷的“試錯(cuò)”,還處于起步階段,缺乏有效的設(shè)計(jì)方法研究。為了更好地了解梯度薄壁結(jié)構(gòu)的基本特性以便快速、準(zhǔn)確地指導(dǎo)其輕量化設(shè)計(jì),并進(jìn)一步使得梯度結(jié)構(gòu)能夠在車(chē)身零部件上得到廣泛的應(yīng)用,開(kāi)展車(chē)身梯度結(jié)構(gòu)的輕量化設(shè)計(jì)方法研究具有重要的工程意義和應(yīng)用價(jià)值。
為此,本文對(duì)激光拼焊板結(jié)構(gòu)和連續(xù)變厚度結(jié)構(gòu)在車(chē)身設(shè)計(jì)方法中涉及到的諸如焊縫參數(shù)反求、焊縫位置布局以及材料匹配等關(guān)鍵工程問(wèn)題進(jìn)行了研究,旨在為車(chē)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)提供有力支持
3、。首先研究了拼焊板結(jié)構(gòu)焊縫材料參數(shù)識(shí)別設(shè)計(jì)方法;并對(duì)其焊縫布局進(jìn)行合理優(yōu)化設(shè)計(jì);研究了在安全性能目標(biāo)要求下的拼焊板結(jié)構(gòu)的材料匹配設(shè)計(jì)方法;最后對(duì)連續(xù)變厚度管尤其是厚度冪指數(shù)分布管狀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)和參數(shù)分析?;诖怂悸?,本論文開(kāi)展和完成了以下研究工作:
(1)基于試驗(yàn)、仿真和計(jì)算反求等技術(shù)手段提出了拼焊板結(jié)構(gòu)焊縫材料參數(shù)識(shí)別設(shè)計(jì)方法。給出了基于壓痕試驗(yàn)和數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)的微米級(jí)尺度材料參數(shù)識(shí)別方法,沿著焊縫寬度方向選取若干點(diǎn)
4、進(jìn)行壓痕測(cè)試,并建立基于冪指數(shù)本構(gòu)模型的壓痕數(shù)值模型;根據(jù)塑性力學(xué)理論推導(dǎo)出應(yīng)變硬化指數(shù)與主應(yīng)變值之間的關(guān)系,通過(guò)數(shù)字圖像相關(guān)技術(shù)測(cè)得焊縫處的全局應(yīng)變值。最后采用計(jì)算反求技術(shù)獲取強(qiáng)度系數(shù)和應(yīng)變硬化指數(shù),對(duì)焊縫處的材料參數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)識(shí)別,得到的塑性應(yīng)變與試驗(yàn)值之間的誤差保持在5%左右,比傳統(tǒng)方法更加精確,在一定程度上提高了拼焊板的仿真精度。焊縫區(qū)域材料參數(shù)的精確獲取對(duì)于研究該處周?chē)鷳?yīng)力分布等其它局部特性尤為重要,是提高數(shù)值仿真精度的一個(gè)重
5、要方面。
(2)提出了一種基于剛度性能目標(biāo)的拼焊板車(chē)門(mén)結(jié)構(gòu)焊縫布局設(shè)計(jì)方法。以雙向漸進(jìn)結(jié)構(gòu)拓?fù)鋬?yōu)化方法為參考藍(lán)本,在深入分析其存在的問(wèn)題和不足的基礎(chǔ)上,根據(jù)車(chē)門(mén)結(jié)構(gòu)的不同剛度性能目標(biāo)等工程要求,將以往對(duì)彈性模量的插值函數(shù)轉(zhuǎn)換為針對(duì)厚度函數(shù)的插值模型,并推導(dǎo)出統(tǒng)一的靈敏度計(jì)算公式,優(yōu)化目標(biāo)是在給定載荷及體積分?jǐn)?shù)等約束條件下使得結(jié)構(gòu)具有最小平均柔度值,即剛度最大。結(jié)果表明,不同厚度區(qū)域得到最優(yōu)分布,進(jìn)而確定拼焊板車(chē)門(mén)結(jié)構(gòu)的最佳焊縫
6、布局,剛度性能目標(biāo)達(dá)到最優(yōu),即具有最大承受單一或多種載荷的剛度特性,質(zhì)量急劇降低且不削弱結(jié)構(gòu)剛度,有效解決了拼焊板車(chē)門(mén)結(jié)構(gòu)焊縫布局設(shè)計(jì)問(wèn)題。
(3)針對(duì)安全性能目標(biāo)提出了車(chē)身側(cè)圍拼焊板結(jié)構(gòu)耦合系統(tǒng)(包括車(chē)門(mén)和B柱)的設(shè)計(jì)方法。首先,根據(jù)拼焊板結(jié)構(gòu)的焊縫布局設(shè)計(jì)方法定性給出拼焊板車(chē)門(mén)結(jié)構(gòu)的焊縫位置布局;建立了拼焊板車(chē)門(mén)和B柱組成的側(cè)圍耦合系統(tǒng)數(shù)值模型并驗(yàn)證其精確性;工程問(wèn)題的不同會(huì)引起近似模型的模擬效果和擬合精確程度也不同,討論
7、了幾種不同近似模型技術(shù)對(duì)側(cè)碰安全響應(yīng)的擬合效果和模擬精度。分析結(jié)果表明,徑向基函數(shù)模型更適合于耦合系統(tǒng)的安全性能設(shè)計(jì),并采用相關(guān)算法對(duì)側(cè)碰過(guò)程進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算,給出了車(chē)身側(cè)圍多部件拼焊板耦合系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路。通過(guò)優(yōu)化不同部位的參數(shù)特性,側(cè)圍拼焊板耦合系統(tǒng)的安全性能得到了進(jìn)一步的提升,證明了拼焊板技術(shù)的引入和運(yùn)用能夠提供一種柔性且有效的工程設(shè)計(jì)思路。
(4)提出了一種車(chē)身拼焊板前縱梁結(jié)構(gòu)的安全性設(shè)計(jì)方法。拓展并靈活運(yùn)用傳統(tǒng)正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)
8、,在優(yōu)化迭代過(guò)程中構(gòu)造并不斷迭代更新三水平正交表,給出了拼焊板前縱梁離散參數(shù)優(yōu)化匹配的設(shè)計(jì)思路。在離散空間內(nèi)給定拼焊板前縱梁的材料類(lèi)型和厚度屬性,考慮并定義了帶約束的目標(biāo)特征函數(shù),通過(guò)均值分析判定并重新構(gòu)造下一迭代步的三水平正交表。設(shè)計(jì)過(guò)程中迭代調(diào)用有限元模型的次數(shù)明顯減少,降低了計(jì)算成本并提高了計(jì)算效率,設(shè)計(jì)結(jié)果提升了拼焊板前縱梁的安全性能。該離散設(shè)計(jì)方法能夠有效避免傳統(tǒng)方法較高計(jì)算成本的不足及無(wú)法適用于多變量高水平的拼焊板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等
9、問(wèn)題,故能有效指導(dǎo)車(chē)身拼焊板前縱梁結(jié)構(gòu)的安全性設(shè)計(jì),可進(jìn)一步拓展應(yīng)用于其它復(fù)雜工程問(wèn)題,具有一定應(yīng)用價(jià)值。
(5)為了避免拼焊板結(jié)構(gòu)諸如應(yīng)力集中、材料匹配等固有缺陷及難點(diǎn),從設(shè)計(jì)準(zhǔn)則、參數(shù)分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)等技術(shù)層面提出了厚度為冪指數(shù)分布管狀結(jié)構(gòu)的安全性設(shè)計(jì)方法。基于等質(zhì)量條件推導(dǎo)出冪指數(shù)分布管和均勻管、錐管之間的定量解析關(guān)系,給出了冪指數(shù)分布管狀結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則;引入一種新的安全性能指標(biāo),即單位空間內(nèi)能量吸收值,該指標(biāo)提供了對(duì)具有
10、相同質(zhì)量但不同占據(jù)空間面積的管狀結(jié)構(gòu)空間效率的度量方法;分析并比較了不同截面管在軸向以及多角度載荷下的動(dòng)態(tài)壓潰響應(yīng),梯度變化特性使得冪指數(shù)分布管更容易發(fā)生漸進(jìn)式變形模式,從而進(jìn)一步提高其在更大載荷角度下抵抗彎曲變形的承載能力。在兩個(gè)設(shè)計(jì)區(qū)間內(nèi)對(duì)設(shè)計(jì)變量即梯度指數(shù)進(jìn)行采樣,采用遺傳算法作為優(yōu)化求解器,優(yōu)化結(jié)果表明厚度梯度能夠得到合理設(shè)計(jì),冪指數(shù)分布管比均勻管具有更加理想的耐撞特性,證明薄壁結(jié)構(gòu)安全性能的提高可以通過(guò)對(duì)管壁厚度進(jìn)行合理的梯度
溫馨提示
- 1. 本站所有資源如無(wú)特殊說(shuō)明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請(qǐng)下載最新的WinRAR軟件解壓。
- 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請(qǐng)聯(lián)系上傳者。文件的所有權(quán)益歸上傳用戶(hù)所有。
- 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁(yè)內(nèi)容里面會(huì)有圖紙預(yù)覽,若沒(méi)有圖紙預(yù)覽就沒(méi)有圖紙。
- 4. 未經(jīng)權(quán)益所有人同意不得將文件中的內(nèi)容挪作商業(yè)或盈利用途。
- 5. 眾賞文庫(kù)僅提供信息存儲(chǔ)空間,僅對(duì)用戶(hù)上傳內(nèi)容的表現(xiàn)方式做保護(hù)處理,對(duì)用戶(hù)上傳分享的文檔內(nèi)容本身不做任何修改或編輯,并不能對(duì)任何下載內(nèi)容負(fù)責(zé)。
- 6. 下載文件中如有侵權(quán)或不適當(dāng)內(nèi)容,請(qǐng)與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
- 7. 本站不保證下載資源的準(zhǔn)確性、安全性和完整性, 同時(shí)也不承擔(dān)用戶(hù)因使用這些下載資源對(duì)自己和他人造成任何形式的傷害或損失。
最新文檔
- 車(chē)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
- 車(chē)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
- 車(chē)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
- 車(chē)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中快速重分析方法研究.pdf
- 區(qū)間非概率多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法及其在車(chē)身設(shè)計(jì)中的應(yīng)用.pdf
- 網(wǎng)格變量映射方法及其在車(chē)身設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用研究.pdf
- 曲面拼接及其在車(chē)身外形設(shè)計(jì)中的應(yīng)用.pdf
- 基于代理模型的多目標(biāo)優(yōu)化方法及其在車(chē)身設(shè)計(jì)中的應(yīng)用.pdf
- 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)及其在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
- 基于現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論的車(chē)身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法研究.pdf
- 在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法的應(yīng)用
- 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)體系及其在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用.pdf
- 梯度涂層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及應(yīng)用研究
- 優(yōu)化設(shè)計(jì)方法分析及其在建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
- 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
- 探析建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
- 淺談建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
- 建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化方法在房屋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的實(shí)際應(yīng)用
- 新型負(fù)泊松比結(jié)構(gòu)關(guān)鍵技術(shù)研究及其在車(chē)身設(shè)計(jì)中的應(yīng)用.pdf
- 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)在廠(chǎng)房結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用
評(píng)論
0/150
提交評(píng)論