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《合肥工业大学》 2009年
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硬件在环的轿车白车身结构分析与优化设计

高玉华  
【摘要】: 汽车行业是一个高速发展的行业,其竞争日趋激烈。汽车企业要想获得大的市场份额,必须不断更新产品,满足用户需求,轿车新产品的开发周期和费用取决于车身。现代轿车广泛采用全承载式车身,这种车身整体参与承受来自汽车各个总成传递的荷载,车身结构设计决定了其车身的强度、刚度和模态等静、动态力学性能,并影响其整车的轻量化和总成间的匹配关系。国内外普遍采用CAD/CAE方法进行白车身结构分析和设计,一般利用CAD进行白车身的几何建模,利用CAE进行强度、刚度、模态分析,依据CAE分析结果不断进行修改模型,最后得出较理想的实用几何模型和车身结构。这种设计方法的效率和精度尚待完善,因此在深入了解白车身结构与力学性能关系的基础上,研究结构性能优质、低成本、快速的车身结构设计方法,是汽车制造工程一直需要的研究课题之一。 本文以某企业几种典型轿车白车身结构为研究对象,运用强度、刚度、模态及优化设计基本理论和有限元分析方法,研究轿车白车身硬件在环优化设计的方法,对其分析方法中的一些关键力学问题进行研究,提高了轿车白车身优化设计的精度和效率,从而提高轿车的开发速度并降低了开发成本。本文主要研究成果如下: 根据轿车白车身结构特点,利用白车身的UG模型及相关样图,找出白车身力学建模和几何模型简化、有限单元选择及网格划分和焊接点处理等可行方法,建立了白车身有限元分析模型,为白车身的静、动态力学特性CAE分析的准确性奠定了基础。 依据优化设计基本理论,针对轿车白车身优化设计目的和意义,确定优化设计目标和设计变量,采用CAE分析软件ANSYS平台,建立了轿车白车身优化设计的解决路径。然后依据刚度、强度和模态试验方法,自行设计了白车身刚度、强度试验台,对典型白车身进行了强度、刚度和模态试验,获得了该车型白车身的静、动态力学特性。 采用白车身仿真分析与试验分析相结合的方法,提出了轿车白车身硬件在环仿真的分析方法,并设计了系统方案,运用该方法对白车身有限元模型进行硬件在环修正,从而提高了模型修正效率。 在ANSYS平台上,对典型白车身进行了结构参数灵敏度分析,其分析结果为硬件在环优化设计变量的选取提供了依据。 运用优化设计与硬件在环分析相结合的方法,提出硬件在环白车身优化设计方法,建立硬件在环轿车白车身优化设计流程,并进行了基于不同优化目标的白车身硬件在环优化设计。优化设计结果表明,硬件在环轿车白车身优化设计方法是可行和有效的,对具体样车白车身的分析结果提出了改进建议。
【学位授予单位】:合肥工业大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:U463.82

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 廖鸿胡;徐龙;成艾国;陈雪;;基于刚度及模态分析的某微型车车身轻量化设计[J];汽车技术;2011年03期
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1 陈晓斌;基于现代设计方法和提高整车碰撞安全性的车身轻量化研究[D];吉林大学;2011年
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1 徐龙;基于极限工况载荷的车身静态强度分析及优化设计[D];湖南大学;2011年
2 颜廷雷;白车身结构分析及多目标优化研究[D];湖南大学;2011年
3 李浩磊;基于道路试验法的车身零部件疲劳寿命研究[D];湖南大学;2012年
4 鲁旭升;全地形车焊接车架结构疲劳寿命分析[D];重庆理工大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李从心,张欣,张良,卢美秀;PHEV动力总成控制器硬件在环仿真系统的研究[J];北方交通大学学报;2004年01期
2 鞠晓锋;陈昌明;吴宪;;燃料电池轿车车身结构分析与优化[J];北京汽车;2006年06期
3 郭海文,孙改平;影响压电式传感器工作性能的主要因素[J];传感器技术;1999年03期
4 荆新超;敖国强;朱建新;杨林;卓斌;;混合动力汽车动力总成硬件在环仿真系统开发[J];车用发动机;2006年06期
5 沈浩,陈昌明,雷雨成,姚晓冬;客车车身模态分析及评价[J];公路交通科技;2003年02期
6 许灵珍,李熙山;用模态试验分析汽车结构动特性[J];河北工学院学报;1994年03期
7 李昊,陈剑,赵旭东,程立望;商务车车身底板动态特性的实验研究[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2004年11期
8 高玉华;李华香;张代胜;;半承载式客车车身骨架有限元建模和分析[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2007年04期
9 高玉华;王卫东;姜永胜;;汽车振动信号去噪分析中的小波参数选择[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2007年08期
10 张健,李为吉;飞机多学科设计优化中的近似方法分析[J];航空计算技术;2005年03期
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1 刘桂萍;基于微型遗传算法的多目标优化方法及应用研究[D];湖南大学;2008年
【共引文献】
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1 陈文元;赵雷;杜斌;;频率与振型对剪切型结构层间刚度的灵敏度分析[J];四川建筑科学研究;2008年04期
2 胡潇;钱永久;段敬民;;钢管混凝土结构抗震性能的比较研究[J];四川建筑科学研究;2009年01期
3 张晋芳;赵人达;;基于ANSYS的渐进结构拓扑优化方法比较[J];四川建筑科学研究;2009年02期
4 胡潇;钱永久;段敬民;;钢管混凝土框架—剪力墙结构的地震响应分析[J];四川建筑科学研究;2009年04期
5 羊拯民;张文炬;;一种存贮与传递大型刚度(质量)矩阵的新方法[J];安徽工学院学报;1993年01期
6 羊拯民;张文炬;温千虹;;微型客车车身动力特征的研究[J];安徽工学院学报;1993年04期
7 王涛;王海朔;朱清君;;客车车身静态与模态分析研究[J];安徽化工;2010年S2期
8 黄智勇;;面向某轿车白车身的模态与试验分析[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2010年03期
9 阚海涛;;电动汽车车载微机测试系统的研究[J];安徽科技;2006年07期
10 薛惠芳;王游;;基于ANSYS的平面闸门流固耦合振动特性的有限元分析[J];安徽农业科学;2012年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 谢永;蔡国平;刘松;;基于输入和输出数据的柔性板的时域空间建模与主动控制研究[A];第十三届全国非线性振动暨第十届全国非线性动力学和运动稳定性学术会议摘要集[C];2011年
2 史国宏;陈勇;杨雨泽;姜欣;;白车身多学科轻量化设计应用研究[A];第七届中国CAE工程分析技术年会暨2011全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2011年
3 韩啸;侯文彬;毕振军;胡平;;车身骨架梁结构材料刚度特性的理论解析与数值模拟[A];第七届中国CAE工程分析技术年会暨2011全国计算机辅助工程(CAE)技术与应用高级研讨会论文集[C];2011年
4 吴振华;陈剑;陈心昭;;汽车NVH特性及整车噪声控制[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
5 张家兵;;浅谈前顶式自卸车副车架的设计探析[A];“2011西部汽车产业·学术论坛”暨四川省汽车工程学会四届第九次学术年会论文集[C];2011年
6 李辉;孙利平;雷龙;;板簧支架动态外载的计算和疲劳分析[A];第八届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集(下)[C];2011年
7 刘衍平;张刘斗;;电子设备机柜结构的模态分析[A];第二十六届中国控制会议论文集[C];2007年
8 韩江洪;刘磊;卫星;夏伟;;基于规则化描述的总线型车身控制系统硬件在环仿真研究与设计[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
9 刘楠;李朝华;王娟玲;;基于重载运输条件下的石砌拱结构动力试验分析[A];发展重载运输技术适应经济社会建设——铁路重载运输货车暨工务学术研讨会论文集(工务部分)[C];2011年
10 舒赞辉;韩秋实;;高速精密车削中心床身模态分析[A];机械动力学理论及其应用[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张红哲;车身概念设计智能CAE关键技术的研究[D];长春理工大学;2010年
2 包兴先;基于模型定阶和信号消噪的海洋平台结构模态参数识别研究[D];中国海洋大学;2010年
3 时培成;汽车动力总成悬置系统隔振分析与优化研究[D];合肥工业大学;2010年
4 李方义;区间非概率多目标优化设计方法及其在车身设计中的应用[D];湖南大学;2010年
5 王曙辉;旋转式连续微波再生微粒捕集器再生机理及结构优化研究[D];湖南大学;2010年
6 陈为真;大型结构振动信号处理与模态参数识别研究[D];华中科技大学;2010年
7 雷金;洛仑兹平面电机的结构动态特性研究[D];华中科技大学;2010年
8 刘强;基于复杂系统的铁路客流预测方法研究[D];中国铁道科学研究院;2008年
9 王红云;单根多楔带附件驱动系统动态特性建模与仿真技术的研究[D];华南理工大学;2010年
10 赵晓丹;基于非先验函数系的信号识别[D];江苏大学;2010年
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1 李伟;基于ANSYS平台的拓扑优化方法研究及其在离心机吊篮结构设计中的应用[D];中国工程物理研究院;2010年
2 符俊杰;敷设粘弹阻尼的矿用溜槽振动特性研究[D];山东科技大学;2010年
3 李友;数控机床床身系统动态特性分析[D];长春理工大学;2010年
4 袁英保;基于分层沉降试验的复合地基变形问题研究[D];郑州大学;2010年
5 倪川;某框架结构振动特性测试与控制分析研究[D];郑州大学;2010年
6 孔维峰;汽车水泵总成的动态特性研究[D];郑州大学;2010年
7 李科;地下工程结构耐久性分析与评价[D];郑州大学;2010年
8 赵通阳;基于ABAQUS的混凝土面板堆石坝三维应力应变分析[D];郑州大学;2010年
9 丁豹;斜齿轮系统振动特性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
10 王雷;典型船用设备与船体结构耦合抗冲击特性研究[D];哈尔滨工程大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王斌;戴芳;张振英;;汽车用塑料的研究进展[J];工程塑料应用;2006年04期
2 马幼鸣,李笑迪,陈思忠,谷中丽;轻型越野车车身骨架有限元分析[J];兵工学报(坦克装甲车与发动机分册);1999年04期
3 张攀;雷刚;廖林清;冯文杰;;某汽车白车身模态分析[J];重庆工学院学报(自然科学版);2008年03期
4 张攀;雷刚;廖林清;;某汽车白车身刚度分析[J];重庆工学院学报(自然科学版);2008年04期
5 明显诚;朱才朝;冉险生;;全地形车车架的静态性能分析与结构改进[J];重庆理工大学学报(自然科学版);2010年02期
6 黄泽好;孙章栋;刘吉明;张浩亮;;新型全地形车操纵稳定性仿真分析[J];重庆理工大学学报(自然科学版);2010年06期
7 雷刚;王希杰;张攀;;基于DOE的汽车碰撞优化分析[J];重庆理工大学学报(自然科学版);2011年02期
8 黄泽好;鲁旭升;徐文强;陈卫东;;基于模态应力恢复的全地形车车架疲劳寿命预测[J];重庆理工大学学报(自然科学);2012年03期
9 刘丘林;刘允中;;喷射成形技术在铝合金制备中的应用[J];材料导报;2010年S2期
10 李桂华;熊飞;龙江启;;车身材料轻量化及其新技术的应用[J];材料开发与应用;2009年02期
中国重要会议论文全文数据库 前2条
1 黄宜松;陈吉清;李宇彤;裘芝敏;;车身轻量化材料的应用及其成形性能研究进展[A];2009海峡两岸机械科技论坛论文集[C];2009年
2 魏莉霞;马鸣图;;塑料及其复合材料在汽车轻量化中的应用发展[A];2008年中国机械工程学会年会暨甘肃省学术年会文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前9条
1 马红艳;海洋平台结构优化设计方法与软件[D];大连理工大学;2003年
2 黄泽好;摩托车人—机刚柔耦合系统动态特性研究[D];重庆大学;2006年
3 刘桂萍;基于微型遗传算法的多目标优化方法及应用研究[D];湖南大学;2008年
4 吴碧磊;重型汽车动力学性能仿真研究与优化设计[D];吉林大学;2008年
5 崔新涛;多材料结构汽车车身轻量化设计方法研究[D];天津大学;2007年
6 张志飞;摩托车及全地域车行驶动力学研究[D];重庆大学;2008年
7 徐岩;汽车零部件结构的拓扑优化设计[D];吉林大学;2009年
8 谢云叶;D_(32)平车刚柔系统动态响应及凹底架疲劳强度研究[D];北京交通大学;2009年
9 武和全;汽车车架碰撞安全性分析及其优化设计[D];南昌大学;2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 武力;轿车白车身结构建模研究及力学性能分析[D];西北工业大学;2006年
2 常剑;客车骨架强度早期失效分析[D];吉林大学;2006年
3 潘筱;汽车前悬架运动学及整车操纵稳定性仿真[D];郑州大学;2006年
4 高书娜;轿车车身结构分析与设计技术研究[D];重庆大学;2006年
5 乔莉;摩托车车架系统疲劳寿命研究[D];重庆大学;2006年
6 杨越凯;某轿车车身有限元建模及静动态特性分析[D];东北大学;2006年
7 程亚军;货车车体焊接结构疲劳寿命关键技术研究[D];大连交通大学;2005年
8 赵黎;NHQ6470型SUV非承载式车身车架刚度强度的研究[D];燕山大学;2007年
9 吕宝刚;越野车独立悬架关键零部件的轻量化设计[D];吉林大学;2007年
10 潘震;车身结构的静动态特性分析与研究[D];合肥工业大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
1 李银海;应革;王强;;一次成型轻量化车身的关键技术研究[J];宁波大学学报(理工版);2012年04期
2 屈浩;王晓华;章桐;;某框架式车身模态分析与优化[J];佳木斯大学学报(自然科学版);2012年06期
3 朱雄;丁玲;;某越野车车架耐撞性仿真分析[J];湖北汽车工业学院学报;2013年01期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 柳艳杰;汽车低速碰撞吸能部件的抗撞性能研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
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1 何慧敏;电动车白车身静动态性能的分析与优化[D];大连理工大学;2012年
2 郑灏;汽车前副车架有限元分析及优化[D];武汉理工大学;2012年
3 张川;焊缝移动控制方法及其在车门内板冲压工艺中的应用[D];湖南大学;2012年
4 杨书建;电动汽车电池箱动静态特性分析及其结构优化设计[D];湖南大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 石琴;姚铁城;;利用模态综合技术计算汽车车身结构动应力[J];安徽工学院学报;1991年02期
2 梁龙,张欣,李国岫,王浩;并联式混合动力电动汽车动力总成系统的仿真研究[J];北方交通大学学报;2002年04期
3 李从心,张欣,张良,卢美秀;PHEV动力总成控制器硬件在环仿真系统的研究[J];北方交通大学学报;2004年01期
4 姚贵升;采用烘烤硬化钢板(BH钢)改善汽车车身外表零件的抗凹陷性能[J];宝钢技术;2000年04期
5 王宏雁,徐少英;有限元法在客车车身结构模态分析中的应用[J];北京汽车;2002年01期
6 钱锋,张治;汽车零部件计算机模拟疲劳试验研究[J];北京汽车;2002年04期
7 陈全世,宋云,王霄锋;EV-6580电动汽车车身-车架的有限元结构分析[J];北京汽车;1996年04期
8 王柏龄;全铝车身的研究及发展[J];汽车工业研究;2000年06期
9 孙社营;粘弹阻尼结构动态性能的有限元分析[J];材料开发与应用;1999年06期
10 黄东胜,黄方林,顾松年;一种改进的动力缩聚及模型修正的方法[J];长沙铁道学院学报;1996年04期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 卢剑伟;基于噪声控制的弹性连杆机构结构—控制一体化设计研究[D];西北工业大学;2002年
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1 郭亚;振动信号处理中的小波基选择研究[D];合肥工业大学;2003年
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1 谢培甫;胡林;任振林;黄晶;;某新型轿车车身的静态特性分析[J];机械制造;2007年06期
2 仇彬;张代胜;张林涛;;轿车白车身的有限元模态与试验模态分析研究[J];农业装备与车辆工程;2008年01期
3 罗伟;周定陆;;白车身扭转刚度分析与优化[J];计算机辅助工程;2006年S1期
4 段伟;石琴;张雷;刘钊;;轿车白车身静刚度分析[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2008年06期
5 黄智勇;;面向某轿车白车身的模态与试验分析[J];安徽建筑工业学院学报(自然科学版);2010年03期
6 郑永强;轮式装载机工作装置结构布局的优化设计[J];工程机械;1992年08期
7 余世浩;杨文成;;螺旋压力机开式机身的设计研究[J];武汉理工大学学报(信息与管理工程版);1992年03期
8 谢志刚;谭志洪;谭昳;邓懿波;陈小芹;;基于有限元分析的平盖加筋封头结构优化设计[J];压力容器;2005年11期
9 张向阳;张显;李友荣;;基于有限元分析的万向联轴器十字轴优化设计[J];湖北工业大学学报;2007年04期
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1 李铁夫;;钢桁梁结构的可靠性设计[A];交通土建及结构工程计算机应用学术研讨会论文集[C];2001年
2 张黎源;;带夹套水冷矩形真空炉的有限元法分析设计[A];2005'全国真空冶金与表面工程学术会议论文集[C];2005年
3 屈翔;廖林清;徐科峰;;某轿车白车身结构的静动态特性分析及优化[A];第五届中国CAE工程分析技术年会论文集[C];2009年
4 刘书田;林哲祺;蔡园武;;结构形状控制的作动器控制电压分布优化设计[A];庆祝中国力学学会成立50周年暨中国力学学会学术大会’2007论文摘要集(下)[C];2007年
5 芦娜;许良军;Miedzinski B.;;低压真空断路器在线接触补偿系统的电动力分析[A];中国电子学会第十四届电子元件学术年会论文集[C];2006年
6 关恩禄;;盘式异步电机磁场的计算[A];全面建设小康社会:中国科技工作者的历史责任——中国科协2003年学术年会论文集(上)[C];2003年
7 徐亚军;朱军;;有限元优化方法及其在柱帽优化设计中的应用[A];采矿工程学新论——北京开采所研究生论文集[C];2005年
8 陈小兵;;SAW双模滤波器的优化设计[A];2010’中国西部声学学术交流会论文集[C];2010年
9 王满;王德信;徐凡力;;土质心墙堆石坝断面区间优化设计[A];第四届全国结构工程学术会议论文集(下)[C];1995年
10 俞铭华;李庆贞;;钢筋混凝土偏心受压柱优化设计[A];第九届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ卷[C];2000年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 通讯员 张晶晶 记者 吴永红;全国首座优化设计超临界火电厂竣工[N];安徽日报;2008年
2 陈涛;海南村路:优化设计 降低成本[N];中国交通报;2007年
3 张允峰 彭国勋;CAE技术在空调器木包装箱优化设计中的应用[N];中国包装报;2008年
4 通讯员 肖锋 本报记者 陶海音;“衡变”上半年节支1300万[N];湖南日报;2005年
5 王泽斌;计算机辅助玻璃配主优化设计[N];中国建材报;2007年
6 高国敏王春燕 张材;汽车厂房优化设计攻略[N];建筑时报;2008年
7 季佳莹;优化设计加快审批 抢抓进度如期完工[N];哈尔滨日报;2008年
8 高学文;优化设计 改进结构 节约资源[N];中国包装报;2010年
9 ;郑松辉 优化设计“智多星”[N];中国航天报;2003年
10 综合;WLAN网络的优化设计[N];人民邮电;2003年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 高玉华;硬件在环的轿车白车身结构分析与优化设计[D];合肥工业大学;2009年
2 王俭;高垂直段风冷封闭母线三维场仿真分析及结构优化设计[D];沈阳工业大学;2009年
3 滕海文;基于最大熵的结构两相优化设计[D];北京工业大学;2002年
4 郭祖华;并联数控刀具磨床的动力学优化设计[D];北京航空航天大学;2002年
5 赵少飞;复合加载条件下海洋地基承载力特性数值分析方法研究[D];大连理工大学;2006年
6 沈显峰;多组元金属粉末直接激光烧结过程数值模拟及烧结区域预测[D];四川大学;2005年
7 陈长冰;筒仓内散体侧压力沿仓壁分布研究[D];合肥工业大学;2006年
8 寇哲君;可扩展冲击—接触并行计算及其在汽车碰撞模拟中的应用[D];清华大学;2003年
9 李岩;大型电力变压器线圈电磁力和局部过热问题研究[D];沈阳工业大学;1995年
10 栾振辉;平衡式复合齿轮泵的理论与试验研究[D];中国矿业大学(北京);2000年
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1 姚静丽;JDZ-27.5W2型电压互感器绝缘特性的研究[D];沈阳工业大学;2008年
2 刘永;NS100G型100t伸缩臂式铁路起重机设计研究[D];大连交通大学;2008年
3 余清勇;复合材料定向器有限元分析及结构优化[D];南京理工大学;2005年
4 陈施能;某型航空电子设备及安装架动力学分析[D];电子科技大学;2007年
5 高洋;大型静电除尘装置的结构分析和优化[D];辽宁科技大学;2008年
6 杨志斌;旋转超声加工装置的设计与新型变幅杆的研究[D];太原理工大学;2008年
7 江明湘;动力转向器试验台联接部件可靠性分析与优化设计[D];武汉理工大学;2006年
8 康意谊;小型客车车身刚度和模态的分析与应用[D];湖南大学;2007年
9 陈峰;边坡稳定性及锚杆支护的三维有限元分析[D];华中科技大学;2007年
10 方志淮;EBH-120型掘进机关键零部件的优化设计[D];安徽理工大学;2005年
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