收藏本站
《湖南大学》 2008年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

汽车接触碰撞仿真中的关键技术研究

高晖  
【摘要】: 计算机仿真技术在汽车设计制造中得到了越来越广泛的应用,特别是在汽车碰撞安全性设计中,仿真技术为缩短开发周期、降低成本起着很重要的作用。计算效率和计算精度是汽车接触碰撞仿真技术的关键。本文对参数反求方法、壳单元和沙漏控制算法、多时间步长算法等影响效率和精度的关键理论和方法进行了系统研究。 本文的主要创新点包括以下几个方面: (1)材料参数的精度是影响仿真精度的关键因素。本文利用遗传算法的全局优化的优势,提出了一种基于改进遗传算法IP -μGA(a modified micro genetic algorithm with the strategy of Intergeneration Projection)和计算机仿真技术的参数反求方法,编制了相应的计算程序。为了克服遗传算法计算耗时多的问题,本文提出一种直接从冲压成形过程反求材料参数的方法。试验测量值为冲头的力-位移曲线,而待求的参数包括材料的特性参数和本构参数,采用移动最小二乘响应面法作为优化方法以减少调用正问题计算的次数。为了进一步提高计算效率,本文提出用解析式和有限元仿真结合的方法从冲压过程直接反求材料塑性参数。算例表明本方法在保证精度的前提下大幅度提高了计算效率。 (2)壳单元算法是汽车接触碰撞仿真的核心算法之一。针对汽车碰撞和冲压成形过程的特点,本文提出了一种新的壳单元算法,编制了相应程序并集成到自主研发的碰撞仿真软件之中。该算法采用面内一点积分、物理稳定沙漏控制的计算格式,针对物理稳定单元存在的翘曲构型计算不精确和翘曲构型膜锁定问题,提出了两种翘曲构型沙漏控制策略,即:沙漏稳定性因子法、非翘曲影响域法。大量的算例和试验验证表明本文的壳单元算法提高了计算精度和稳定性。 (3)对汽车碰撞和冲压成形过程的仿真基本上采用显式时间积分的格式。对于复杂的系统,采用多时间步长积分方法能很大程度地提高计算效率。在深入研究多时间积分方法即子循环法的基础上,本文提出了阻尼子循环法。该方法在常速度子循环法的基础上引入阻尼项以消除由于使用子循环法引起的计算误差和不稳定因素。对刚性连接的子循环方法也进行了深入的研究和处理,以满足碰撞过程仿真的需要。算例表明了阻尼子循环法的有效性。 (4)本文提出用遗传算法进行某微车的约束系统改进优化,初始约束系统模型经过试验验证后被用来进行相关参数的优化。对于整车安全性的改进,采用结合结构碰撞安全性分析改进和约束系统遗传算法优化的方法进行。结构改进的好坏最终由车身变形的指标和假人的伤害指标来评判。 综上所述,本文在参数反演方法、壳单元和沙漏控制技术、子循环方法和应用仿真技术优化实车安全性方面取得了一些成果,提出了三种材料参数反求的方法,为材料参数的准确获取提供了新的途径;提出了一个新的壳单元计算格式和两种翘曲结构沙漏控制方法,为提高汽车碰撞仿真精度探索了新的方法和途径;提出了阻尼子循环方法,为提高计算效率和减少误差提供了手段;提出了一条应用仿真技术和遗传算法解决微车碰撞安全性问题的切实可行的技术路线。
【学位授予单位】:湖南大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TP391.9

知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 袁安富;孔红兵;陈蓓玉;;低载荷工业机器人的虚拟设计[J];机电信息;2011年24期
2 周翔;;CAE技术在农业机械中的应用[J];现代农业科技;2011年15期
3 梁奉龙;陈永强;;一种SAR图像Kelvin尾迹反演舰船速度的方法[J];科学技术与工程;2011年20期
4 岳孙平;谢云波;;CAE在主轴过渡盘精密计算中的应用[J];精密制造与自动化;2011年03期
5 程丽娟;孙林;姚延娟;沈艳;;植被生化组分定量遥感反演研究进展[J];大气与环境光学学报;2011年03期
6 张琦;王强;;Moldflow软件在手机外壳注塑模具设计中的应用[J];模具技术;2011年04期
7 杨东升;焦培南;柳文;王俊江;;一种改进的电离层参数联合反演方法[J];中国电子科学研究院学报;2011年04期
8 赵凤军;刘凡;邓云凯;禹卫东;冯锦;;一种基于灰度互相关法的扫描模式下的风场反演算法[J];电子与信息学报;2011年07期
9 赵红蕊;杨斌;阳园燕;;参数弱固定法反演地表温度[J];红外与毫米波学报;2011年04期
10 徐贤胜;郭鹏;;改进的GPS掩星滑动频谱方法[J];中国空间科学技术;2011年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 黄建国;刘文彭;;CAE在风电铸件铸造工艺设计优化中的应用[A];云南省机械工程学会2010年年会论文集[C];2010年
2 黄建国;刘文彭;;CAE在风电铸件铸造工艺设计优化中的应用[A];2010全国机械装备先进制造技术(广州)高峰论坛论文汇编[C];2010年
3 祁顶春;;CAE技术在汽车熔断器盒结构分析中的应用[A];第六届河南省汽车工程科技学术研讨会论文集[C];2009年
4 徐有忠;;奇瑞汽车自主研发中CAE的发展[A];2004“安徽制造业发展”博士科技论坛论文集[C];2004年
5 魏志芳;;弹药CAE系统的数据库技术研究[A];全国第21届计算机技术与应用学术会议(CACIS·2010)暨全国第2届安全关键技术与应用学术会议论文集[C];2010年
6 汤雷;龚炜;郑立捷;刘朝骏;;浅析船舶行业CAE计算资源平台建设[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
7 张继伟;罗尧兵;;基于CAE的QX1060车轮结构性能分析[A];轻型汽车技术2011年第7/8期(总第263/264期)[C];2011年
8 闫相祯;;CAE技术在深井复杂地层油气工程中的应用[A];2010年海峡两岸材料破坏/断裂学术会议暨第十届破坏科学研讨会/第八届全国MTS材料试验学术会议论文集[C];2010年
9 彭昌坤;刘伟;杨健;;车辆侧面碰撞CAE对标分析研究[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
10 党勇民;易细红;雷晓鹏;;汽车高强度钢板零件在CAE中的应用与探讨[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
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 ;CAE技术的三大分支[N];中国电子报;2009年
2 本报记者 徐恒;CAE:行业应用不成熟 未来市场空间大[N];中国电子报;2009年
3 ;中冶京诚CAE应用之旅,走技术自主创新之路[N];世界金属导报;2010年
4 辛文;协同CAE集成环境[N];中国航空报;2002年
5 本报记者 徐恒;CAE:驱动产品创新 三强主导市场[N];中国电子报;2009年
6 记者 张逸潇;奇瑞3个项目获CAE应用最佳实践案例奖[N];芜湖日报;2010年
7 ;技术发展呈三大趋势[N];中国电子报;2009年
8 裘是;春兰制造业实现CAE技术新突破[N];文汇报;2009年
9 ;市场存在两种格局[N];中国电子报;2009年
10 ;技术“求同”与“求异”双向发展[N];中国电子报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 金建海;船舶CAE前后处理系统研制[D];江南大学;2012年
2 韩利芬;基于神经网络的薄板冲压成形中的反演问题研究[D];湖南大学;2006年
3 高晖;汽车接触碰撞仿真中的关键技术研究[D];湖南大学;2008年
4 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
5 祁超;基于网格的高性能计算平台关键技术及其在CAE中的应用研究[D];西安理工大学;2008年
6 王颋;面向CAD设计模型的计算多体动力学虚拟原型[D];西南交通大学;2006年
7 闫康康;CAE驱动的汽车板成形缺陷精益诊断解决与稳健控制技术研究[D];吉林大学;2010年
8 林雪慧;基于实验的杂交反演方法及其在复合材料性能研究中的应用[D];天津大学;2004年
9 宋志安;中型喷浆机器人虚拟样机技术[D];山东科技大学;2005年
10 阎开印;基于多体系统意义下的机车车辆虚拟样机研究[D];西南交通大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 汪东斌;基于CAE技术的汽车仪表板和转向系振动特性研究[D];合肥工业大学;2010年
2 姚银歌;大型数控落地铣镗床CAE与主轴箱优化设计研究及应用[D];合肥工业大学;2010年
3 钟健灵;基于CAE的厚壁电熔管件变形分析及优化[D];广东工业大学;2011年
4 曹萍;基于CAE仿真技术的某微型客车车身疲劳寿命研究[D];南京航空航天大学;2011年
5 姜清伟;基于CAE仿真的汽车覆盖件表面柔软缺陷分析[D];大连理工大学;2011年
6 曾锋;钢包滑动水口CAE分析[D];武汉科技大学;2010年
7 田志强;基于CAE技术的双层热流道注射模具的优化设计[D];青岛科技大学;2010年
8 宋燕星;汽车复杂零件注塑模具CAE[D];哈尔滨理工大学;2005年
9 徐建伟;自然平衡流道中剪切诱导非平衡流动的CAE分析[D];郑州大学;2010年
10 莫立权;车架正面碰撞性能CAE分析与改进[D];华北电力大学(河北);2010年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026