基于区域灵敏度及空间多层形貌优化技术的白车身轻量化设计-白车身刚度及其轻量化硕士论文

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1、学校代号10532学号S1202W203分类号U462.3+4密级公开工程硕士学位论文基于区域灵敏度及空间多层形貌优化技术的白车身轻量化设计学位申请人姓名于万元培养单位机械与运载工程学院导师姓名及职称胡朝辉讲师黎海高级工程师学科专业车辆工程研究方向白车身刚度及其轻量化论文提交日期2015年05月27日学校代号：10532学号：S1202W203密级：公开湖南大学工程硕士学位论文基于区域灵敏度及空间多层形貌优化技术的白车身轻量化设计学位申请人姓名：于万元导师姓名及职称：胡朝辉讲师黎海高级工程师培养单位

2、：机械与运载工程学院专业名称：车辆工程论文提交日期：2015年05月27日论文答辩日期：2015年06月02日答辩委员会主席：龚金科教授LightweightDesignofBIWBasedonRegionalSensitivityAnalysisandSpace-Multi-LayerTopographybyYuWanyuanB.E.(ShandongUniversityofTechnology)2011AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequi

3、rementsforthedegreeofMasterofEngineeringinAutomotiveEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorLecturerHuZhaohuiSeniorEngineerLiHaiMarch，2015湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对

4、本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1、保密□，在____年解密后适用本授权书。2、不保密□。(请在以上相应方框

5、内打“√”)作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日I基于区域灵敏度及空间多层形貌优化技术的白车身轻量化设计摘要现阶段，无论是各大企业对成本的控制还是全球对节能减排的迫切需求，都说明了轻量化已经成为汽车各大技术中热门研究对象。其中汽车白车身质量占整车质量的30％～40％，这说明白车身的轻量化在整车轻量化中有着举足轻重的作用。在轻量化设计中应该在提高材料利用率及保证整车性能不受影响的前提下，最大限度的减轻白车身的质量。结构优化、新工艺的应用与轻量化材料的采用是目前汽车轻量化设计的三个主要途径，其中

6、结构的优化仍居首列，且在钣金件的轻量化中得到了广泛的研究与应用。为了更加快速有效的实现白车身结构的优化，本文提出了两个新的结构优化方法—区域灵敏度分析和空间多层形貌优化技术。1.基于区域灵敏度分析的下车体模态性能提升。传统的灵敏度分析对象都是单个零部件，分析对象极少针对车身的关键区域，无法对车身的任意包含多个零件的关键区域进行直接的灵敏度分析。本文提出的区域灵敏度分析将实现汽车车身任意区域的灵敏度分析，优化对象由单一独立的零部件变为任意关键区域，更快捷有效的指导车身板件结构及厚度的更改。且以某微车下

7、车体区域为设计变量进行区域灵敏度分析来指导其模态值的提升，有效验证了区域灵敏度的实际应用的有效性。2.基于空间多层形貌优化技术的车门内板结构设计。传统的形貌优化是在确定其法向的前提下，通过指定板壳单元节点在其法向的移动量，不断调整模型的结构形状来实现形貌优化，很难同时考虑筋条在初始模型的基础上沿法向正反两个方向同时进行结构形状调整。本文提出了基于优化空间重组及灵敏度筛选机制的空间多层形貌优化技术，有效实现了零件沿法向正反两个方向进行结构形貌优化。且以某车铰链门内板的空间多层形貌优化为例着重说明了空间

8、多层形貌优化技术在实际中的应用。3.基于区域灵敏度及空间多层形貌优化的白车身轻量化设计。利用本文提出的区域灵敏度及空间多层形貌优化技术对某微车进行白车身轻量化设计，首先，建立精确的白车身有限元模型。然后，对车身各个关键区域进行提取，根据区域灵敏度分析的定义将灵敏度分析分为区域等差灵敏度分析及区域等比灵敏度分析，分别对白车身进行区域等差、区域等比灵敏度计算，对灵敏度计算结果进行综合排序。选出灵敏度值较高的前几位关键区域，对这些区域的加强板进行多层空间形貌优化，关键区域加