基于綜合滿意度的發(fā)動(dòng)機(jī)罩輕量化設(shè)計(jì).pdf

1、隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的增強(qiáng),各國(guó)的汽車工業(yè)取得迅猛發(fā)展,尤其中國(guó)的汽車市場(chǎng)發(fā)展態(tài)勢(shì)強(qiáng)勁。然而,與之而來(lái)的能源與環(huán)境問(wèn)題變得越來(lái)越嚴(yán)峻。立足于長(zhǎng)遠(yuǎn)的可持續(xù)發(fā)展,國(guó)際上要求節(jié)能環(huán)保的呼聲日益高漲,給汽車工業(yè)帶來(lái)前所未有的壓力。汽車輕量化作為節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境與改善車輛性能的有效途徑,已成為世界汽車工業(yè)發(fā)展的潮流。中國(guó)作為世界第一大汽車產(chǎn)銷國(guó),汽車輕量化已成為我國(guó)汽車工業(yè)可持續(xù)發(fā)展的一個(gè)重要課題。
　　汽車輕量化并非簡(jiǎn)單地減輕汽

2、車重量,汽車輕量化是要在確保汽車各項(xiàng)性能基本不受影響且盡量不增加制造成本的前提下,通過(guò)綜合運(yùn)用各種技術(shù),最大限度地減少汽車重量,以實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排和改善車輛性能的綜合目標(biāo)。目前,輕量化技術(shù)主要集中于結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)、采用新型輕量化材料替換傳統(tǒng)材料(如鋁合金、鎂合金、復(fù)合材料等低密度輕質(zhì)材料或高強(qiáng)度鋼)及使用新工藝。相比較而言,采用輕量化材料替換效果更顯著。
　　本文以某款乘用車的發(fā)動(dòng)機(jī)罩作為研究對(duì)象,首先建立了針對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)罩常見(jiàn)五種使用工況

3、下(即正向彎曲工況、側(cè)向彎曲工況、扭轉(zhuǎn)工況、抗凹工況和自由模態(tài))的CAE模型,然后提交給RADIOSS求解器進(jìn)行求解,獲得發(fā)動(dòng)機(jī)罩的CAE分析結(jié)果,為下文即將進(jìn)行的輕量化設(shè)計(jì)建立參考標(biāo)準(zhǔn)。其次,通過(guò)了解目前發(fā)動(dòng)機(jī)罩輕量化材料替換研究的現(xiàn)狀,確定了外鋁內(nèi)鋼、全鋁合金、鎂合金和夾層鋼板四種材料替換方案。為充分利用材料性能、降低成本,制定了針對(duì)以上五種使用工況下,基于質(zhì)量目標(biāo)和位移、模態(tài)頻率約束的尺寸優(yōu)化方案。通過(guò)應(yīng)用優(yōu)化工具OPTISTRU

4、CT對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)罩進(jìn)行針對(duì)四種材料替換方案的尺寸優(yōu)化,在保證發(fā)動(dòng)機(jī)罩性能改善的條件下,確定不同材料替換方案相應(yīng)的最優(yōu)板厚,從而實(shí)現(xiàn)輕量化設(shè)計(jì)。最后,引入一種基于綜合滿意度的方案優(yōu)選方法,將定性的評(píng)價(jià)問(wèn)題定量化,以便更合理地衡量和評(píng)價(jià)各個(gè)輕量化方案的優(yōu)劣。該優(yōu)選方法是在發(fā)動(dòng)機(jī)罩結(jié)構(gòu)性能分析的基礎(chǔ)上,綜合考慮發(fā)動(dòng)機(jī)罩的質(zhì)量和成本因素,估測(cè)各個(gè)考慮因素對(duì)方案優(yōu)選的權(quán)重,對(duì)各個(gè)優(yōu)化方案進(jìn)行基于綜合滿意度的綜合評(píng)價(jià),然后對(duì)各個(gè)優(yōu)化方案的綜合滿意度值進(jìn)