基于車(chē)身結(jié)構(gòu)的輕量化方法研究.pdf

1、隨著汽車(chē)數(shù)量的迅速增長(zhǎng),資源匱乏和環(huán)境污染這一世界性問(wèn)題愈發(fā)突出,汽車(chē)輕量化設(shè)計(jì)是解決此問(wèn)題的有效方式之一。汽車(chē)是由各項(xiàng)性能組合的矛盾產(chǎn)品體,在對(duì)汽車(chē)進(jìn)行輕量化的同時(shí),還應(yīng)保證汽車(chē)的其它性能(如動(dòng)力性、安全性及舒適性等)不至于下降或下降的過(guò)低,以滿(mǎn)足乘員對(duì)汽車(chē)各項(xiàng)性能的需求。本文主要從新型輕量化材料的應(yīng)用和車(chē)身結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)兩大方向來(lái)研究汽車(chē)車(chē)身結(jié)構(gòu)輕量化方法。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　1)以白車(chē)身閉合件引擎蓋為例,應(yīng)用滿(mǎn)意協(xié)調(diào)法對(duì)車(chē)

2、身結(jié)構(gòu)進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)。以滿(mǎn)意協(xié)調(diào)法和SIMP(實(shí)體各向同性材料懲罰函數(shù))變密度法為基礎(chǔ),結(jié)合OptiStruct優(yōu)化工具,提出一種多目標(biāo)拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì)方法。通過(guò)一定的轉(zhuǎn)換,直接避開(kāi)了滿(mǎn)意協(xié)調(diào)法中只含不等式約束條件,同時(shí),以平均特征頻率公式作為目標(biāo)函數(shù)來(lái)優(yōu)化前三階固有頻率,保證了前三階頻率在優(yōu)化的過(guò)程中,不會(huì)發(fā)生次序相互調(diào)換的情況。優(yōu)化后,引擎蓋的質(zhì)量減輕,且引擎蓋的扭轉(zhuǎn)剛度、前三階固有頻率有顯著提高,引擎蓋的彎曲剛度滿(mǎn)足性能要求。

3、>　　2)以上述經(jīng)拓?fù)鋬?yōu)化后的引擎蓋為例,研究碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在車(chē)身結(jié)構(gòu)上中的應(yīng)用。把T300/5280碳纖維增強(qiáng)復(fù)合材料(碳纖維用T300,基體用5208環(huán)氧樹(shù)脂)應(yīng)用到引擎蓋的外板蒙皮上,通過(guò)優(yōu)化引擎蓋內(nèi)板的厚度、復(fù)合材料各層的厚度及角度,在保證引擎蓋質(zhì)量至少下降15％、靜態(tài)工況下復(fù)合材料不發(fā)生失效及其它鋼板材料不發(fā)生屈服的情況下,使引擎蓋的目標(biāo)性能(模態(tài)性能、彎曲及扭轉(zhuǎn)剛度性能)進(jìn)一步提高。
　　3)以白車(chē)身閉合件前車(chē)門(mén)為