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《吉林大学》 2011年
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基于响应面法的车门抗撞性优化设计

李强  
【摘要】:在当今世界,安全问题已成为汽车发展的主题之一,随着生活水平的提高,汽车的安全问题受到人们越来越多的关注。许多科研工作人员和单位也将汽车被动安全作为研究的热点。由于计算机软、硬件和有限元方法的发展,而仿真模拟又可以节省大量时间和经济,所以对于数值模拟汽车被动安全问题的研究也有了新的突破。成熟的商业软件LS-DYNA,PAM-CRASH,RADIOSS等的出现给科研人员提供了有力的工具,开始有人将响应面法、遗传算法等与汽车抗撞性优化设计结合起来,取得了非常显著的成果,同时也证明响应面法对于结构优化设计的高精度和高效性。在我国,由于特殊的道路交通问题和车型的混杂,容易导致汽车侧面碰撞,而数据显示在汽车事故中,侧碰的成员死亡率最高,所以加强汽车的抗侧撞性能能有效降低事故发生时乘员的伤亡率。本文将某轿车车门作为研究对象,并做简化处理,来研究其抗侧撞性,基于响应面法和遗传算法相结合对车门的主要吸能部件进行优化设计,在不增加车门整体质量的同时,提高车门的抗侧撞性能,为实际生产提高参考数据。 车门模型曲面较多,结构复杂,本文先对车门CAD模型进行几何清理,忽略一些不影响计算精度特征。基于一定标准进行网格划分,得到详细有限元模型。根据相关法规和文献对车门进行结构性能分析,使其刚度(下沉刚度、扭转刚度)和强度均达到设计要求。最后进行碰撞分析,得出车门发生侧碰时的吸能、位移和碰撞力等参考数据。 本文利用二次回归正交组合试验设计合理选取设计变量(车门主要吸能部件—加强板、上下抗侧撞横梁的厚度)的样本点进行试验,根据结果基于响应面法建立车门主要吸能部件的响应(Ein、Fmax)的近似模型,并根据响应面近似模型的决定系数和调整决定系数进行误差分析,得到拟合精度较高的近似模型。最后基于遗传算法对车门响应(Ein、Fmax)进行优化设计,得到优化后的设计变量与优化前做对比分析,结果不仅降低接触面最大碰撞力合力,还提高车门吸受的能量,有效的达到事故发生时对乘员的保护。
【学位授予单位】:吉林大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:U463.834;U467.14

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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
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【同被引文献】
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7 本报记者 包斯文;新型制造业将成为“长三角”发展趋势[N];中国冶金报;2004年
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10 证券时报记者 靳书阳;宁波华翔 出资320万欧元设合资公司[N];证券时报;2011年
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6 余本善;基于概念开发阶段的钢铝一体化车身框架正面抗撞性分析[D];华南理工大学;2011年
7 陈婧;地铁车辆客室塞拉门运动仿真及安装工艺分析[D];西南交通大学;2012年
8 王静;汽车正面碰撞仿真与抗撞性分析研究[D];东北大学;2009年
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