车身结构轻量化优化设计方法毕业课程设计外文文献翻译、中英文翻译、外文翻译

1 译文标题 车身结构轻量化优化设计方法 原文标题 A 作 者 i 原文出处 of 012 摘要： 轻量化车身可以有效减少排放污染物，提高防撞性能和动态性能。轻量级指数与车身质量成比例，与扭转刚度成反比，用于评估车身结构的轻度度。可以根据增加的扭 转刚度和减小质量降低轻量级指数。车身刚度的计算是一个线性过程，可以通过有限元分析高精度模拟。在本文中，通过使用 拟后，根据车身质量和扭转刚度计算轻量级指数。为了改善轻质指数，应优化车身结构，以改善扭转刚度和减轻体重。当考虑燃料经济性时，车辆的重量起到显着的作用，因此，车辆的车体结构是减轻重量的主要焦点。然而，车身结构在支撑其他车辆部件，在碰撞情况下保护乘客和整体车辆性能方面发挥重要作用。 关键词： 轻量化 扭转刚度 地形优化 灵敏度分析 1 前言 车身质量是车辆整体的主要 组成部分，通常是帐户占整个质量的 30以上。 汽车重量直接影响车辆被动安全性能 能，废气排放和车辆处理性能具有国家汽车排放法规和安全法规越来越严格，对汽车的要求重量变得更加严格，如何设计汽车产品来满足所有法律在规章制度的前提下，尽量减少体质，成为其中之一汽车行业的主要研究方向。 轻型车身设计方法，采用先进的生产技术，创新材料和优化设计技术优化车身初步设计的结构，以达到目标设计性能最佳车身结构质量 2。 当一辆汽车在路上行驶时，它会持续一个各种不均匀路面的载荷，这些载荷可分为弯曲载荷和它们是扭转载荷， 而车辆结构上的扭转载荷更严重可能导致门变形，密封条脱落，体结构局部变形或即使是局部裂缝，所以车身扭转刚度是最基本和最重要的一表现车身结构。 在本文中，使用有限元分析研究了车身的扭转刚度，得到优化部件规格和结构，以改善车身扭转刚度并减少体重。 可以使用模拟分析来分析车身的扭转刚度和实验分析，仿真分析采用有限元法建立实际扭转刚度实验模型，然后计算其刚度计算。 目前电脑的性能可以及时有效地进行计算出一个高度详细的有限元汽车车身模型，具有满意的精度。 谢谢2 到 时指导车身的设计结构， 提出优化方法 ; 有限元法已经成为在车身特性设计和分析过程中不可或缺的 3。 在结构优化过程中，首先，敏感性分析应该是对的以设计变量的灵敏度来确定目标 4然后根据灵敏度修改设计变量以获得最佳设计目标与约束条件。 设计变量的灵敏度与 A 轻量级优化方法相关其目标函数是由客观因素的变化来衡量的单位设计变量的变化，灵敏度分析是 化结构分析，这将节省大量的计算时间并改进优化 因此，在工业中期望提供一种改进的轻型汽车车身结构，特别是车身框架，其保持所需的强度，刚度和稳定性特性，以 满足乘客安全和车辆性能标准。此外，身体结构应当可使用现有技术和材料制造，以实现减轻重量而不增加成本。此外，主体结构应该能够减少总成分，以进一步降低成本和制造时间。 2 灵敏度分析的基本理论 从 结构分析可以分为动态分析和静态分析两个方面，结构敏感性分析也可以分为动力敏感性分析和静态敏感性分析。动态灵敏度分析包括特征值灵敏度分析，传递函数灵敏度分析和动态响应敏感性分析。静态敏感性分析可以是压力，位移等。对于车辆，灵敏度分析是指车身刚度强度，自由模式和敏感性分析的应变能，部分结构参数包括材料厚度和横截面转动惯量 5 |。有两种计算灵敏度的方法，推导方法和伴随结构的方法。直接推导法，是亲由胡力构成 后由许多人开发和推广人们在广泛的领域。直接推导法具有明显的物理意义概念，简单的数学理论方便计算可扩展从一阶敏感度到高阶灵敏度，因此是广泛的在工业领域 6。 3 转刚度分析 汽车 有限元模型由 769 862 组成元素包括三角形元素和四边形元素重量为 斤。为了比较车辆扭转刚度试验过程中的有限元分析模型需要使用直径为 50 梁单元进行模拟测试设备如图有限元边界条件分析模型如图 1 所示。 3，左右后方的震动塔都很硬点被限制在 X，翻译 方向 载被施加到两个前冲击塔的中心在垂直方向这是平等的，但与相反的方向。负载通过公式 F = M / 中 度结果与施加的扭矩无关，但对于目的是与试验结果进行比较，施加的扭矩为 4000 行试验过程如图 1所示。 4。导出左右负载点的 转刚度 大号和 是负载点的 Z 方向位移 ;L 是负载点之间的距离 。轻量级指标 7，是评估的关键因素之一车身结构的性能，通过车身扭转刚度和质量计算该越少越好轻3 体重指数与车身质量成正比，反之亦然与扭转刚度成比例因此减轻轻量级的指标最多有效的方法是增加扭转刚度，同时减少体重，车身轻量级指数计算公式如下。在公式中： M 是体重 ; K 是扭转刚度 ; A 是车身项目区（轴距 x 胎面）。通过有限元软件的分析计算，刚度车身如表 1 所示，主体 Z 方向的轮廓显示如下图。 5，根据图车身的位移改变了总之，符合预期的负载情况。 4 构刚度灵敏度分析与优化 根据敏感性分析，各种零件的影响相关性能可以 判断，灵敏度更大意味着部件厚度更多重要的是相应的属性，因此关键组件可以确定并优化。部件的主要特点包括结构。形状，厚度，材料性能，加工性等，用于线性分析如扭转刚度材料的非线性特性不会影响扭转刚度性能，部件的结构形状和尺寸是扭转刚度的主要因素。车身扭转刚度主要取决于连接器部件属性和车身 何特性部分厚度和部分厚度是确定几何的因素之一部件的特点，是影响扭转刚度的主要因素之一。 通过有限元分析，部件厚度对扭转的影响刚度可以方便地研究。在本文中，50 部分的车身（包括对称部分）设置灵敏度分析，在分析中只有一面的对称 分量被选择用于分析最后 39厚灵敏度分析中选择变量。选择的组件显示在刚度灵敏度优化分析中，将最小质量设置为优化目标和左载荷点的 Z 位移为约束条件部件厚度相对于扭转刚度和整个车辆质量的敏感度。较大的灵敏度对此有较大的影响目标性能和目标性能可以通过增强来有效增加厚度，同一部分可能对扭转刚度有很大的影响车辆质量，当增加厚度以提高扭转刚度也将导致车辆质量的提高这种类型的零件不适合通过增加厚度来优化扭转刚度。不同部件对扭转刚度和质量的贡献是多样的如何选择合适部件用于厚度优化，以提高扭转刚度，而不会影响体重是指优化效率的问 题，这可以通过扭转刚度灵敏度和质量的比较来表示灵敏度，一部分的比较灵敏度相对于其他部分较大的手段，改变其厚度可以提高扭转刚度，但较少增强车辆质量比其他人比较灵敏度优化效率。 为了提高扭转刚度和减少车辆质量，最终优化可以采取措施来增加部件厚度较大的部件比较灵敏度，减少组件的厚度比较灵敏度。零件量规根据图 1 进行了优化。 9，扭转刚度为重量相对于原始模型，扭转刚度增加 38 度整体重量减少 5 车身结构优化 车身结构优化，优化钣金结构肋结构的分布和尺寸可用于优化零件强度和 刚度，同时减轻重量，为片材提供优化方金属零件设计。在设计领域，车身优化决定了最佳由元素节点扰动引起的位置和优化参数质量和体积对车身优化中的元素4 变化不敏感因此，质量和体积不被设定为约束或目标车身优化。优化过程中有三个组成部分，即设计变量，目标函数和约束，设计变量是在优化过程中改变的参数，以提高每个形式目标，它们是目标函数的变量，约束是对设计的限制，它们是设计变量和其他要求表现 8。 6 结论 灵敏度分析方法可以有效地分析各部分的影响衡量要求的性能，并可以轻松识别关键部件进一步优化。测量优化和灵敏度分析技术基本 的轻量化设计方法，首先，灵敏度分析决定了关键零件，然后测量和车身优化优化车身结构 参考文献 1 of a 2 3 of a 4 a of 5 of a a 6 an a 7 附录： A is of in is to to is to of be to of is a be by In of a by AE to be 1is a of of a 0 % of on of of is 2. a is on a of be on of a of or is of of In of a to to of be is to a AE of of of 3. to of to 4, of by of by of is of of be on a 2 be be so to 5|. of to R. L . P, a to be to in 6. 3 of a IW is 1， 69 862 71.2 In to to 0 mm to 2. of is 3, Z X in is by = M/L, L to 4,000 7 is 4. to K, is as M is L of L is 7, is of to of is by to to to is as e M is K , is A is x of is 1， of is 5, to of is 4 to of to be is be of so as on is be In 50 of in 39 6. In is as Z 7 . on to of to to of a is to is 9. be to is of 9, ， 8 Nm/kg 5 is by of be to a In of by to in in in to 6 at 1 of a 2 3 of a 4 a of 5