基于新型板材的汽車車門輕量化優(yōu)化設(shè)計.pdf

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1、犬大李工酲頎士莩位文基于新型板材的汽車車門輕量化優(yōu)化設(shè)計工程領(lǐng)域作者姓名霍孝波指忌教肺劉立忠副教授答辯日期年月專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文基于新型板材的汽車車門輕量化優(yōu)化設(shè)計作者姓名：霍孝波工程領(lǐng)域：車輛工程學(xué)號：指教師：劉立忠副教授完成曰期：大遠(yuǎn)理工大嗲大連理工大學(xué)學(xué)位論文獨創(chuàng)性聲明作者鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師的指導(dǎo)下進行研究工作所取得的成果。盡我所知，除文中已經(jīng)注明引用內(nèi)容和致謝的地方外，本論文不包含其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表的研究成果，也不包含其他已申請學(xué)位或其他用途使用過的成果。與我一同工作的同志對本研究所做的貢獻(xiàn)均已在論文中做了明確的說明并表示

2、了謝意。若有不實之處，本人愿意承擔(dān)相關(guān)法律責(zé)任。學(xué)位論文題目：基于新型板材的汽車車門輕量化優(yōu)化設(shè)計作者簽名：日期：二丨》年月曰大連理工大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文摘要伴隨著我國汽車保有量的快速增長，能源短缺與環(huán)境污染日益嚴(yán)重節(jié)能和環(huán)保問題越來越受到人們的重視，而實現(xiàn)汽車整車的輕量化能夠有效地解決這兩個問題。車門作為汽車上的一個重要零部件，有很大的減重空間，并且車門的輕量化研究方法對于研究整車輕量化有一定的指導(dǎo)意義。激光拼焊板和軋制差厚板是兩種新型的輕量化板材，將這兩種板材應(yīng)用于汽車制造中能夠有效地減輕汽車的質(zhì)量。目前，激光拼焊板已經(jīng)在車門上有了較多的應(yīng)用案例，眾

3、多學(xué)者也進行了相關(guān)的研究工作，而軋制差厚板在車門上的應(yīng)用和研究工作還相對較少。本文利用有限元仿真手段對車門進行靜剛度分析，其中靜剛度包括車門下沉剛度、窗框側(cè)向剛度和車門腰帶側(cè)向剛度，根據(jù)各工況下內(nèi)板上應(yīng)力的分布情況，確定了車門內(nèi)板上主要承受載荷的部位為車門與鉸鏈連接處、車門窗口處和車門腰帶處，并據(jù)此將內(nèi)板分塊化處理。經(jīng)分析可知，車門內(nèi)板適合采用激光拼焊板和軋制差厚板設(shè)計制造。本文使用、等軟件，并結(jié)合正交試驗法、二階響應(yīng)面法，分別用激光拼爆板和軋制差厚板對車門內(nèi)板進行優(yōu)化設(shè)計，達(dá)到了很好的減重效果。首先使用激光拼焊板，針對各塊母板的厚度以及焊縫的位置進行了優(yōu)化

4、，獲得了各母板的最佳厚度以及焊縫的最佳位置，優(yōu)化后的車門結(jié)構(gòu)最終質(zhì)量減輕了然后使用板設(shè)計車門內(nèi)板，針對各區(qū)域的厚度、過渡區(qū)的位置以及過渡區(qū)的長度進行了優(yōu)化，獲得了各區(qū)域的最佳厚度、過渡區(qū)的最佳位置以及過渡區(qū)的最佳長度，優(yōu)化后的車門結(jié)構(gòu)質(zhì)量減輕了。通過對正交試驗結(jié)果進行分析，確定了車門靜剛度的主要影響因素：車門下沉剛度的主要影響因素為與鉸鏈連接處內(nèi)板的厚度；窗框側(cè)向剛度的主要影響因素為窗框處內(nèi)板的厚度；車門腰帶側(cè)向剛度的主要影響因素為車門腰帶處內(nèi)板的厚度。本文的研宄結(jié)果表明：使用激光拼焊板和軋制差厚板對車門內(nèi)板進行優(yōu)化，都能夠達(dá)到減輕車門質(zhì)量的目的，使用軋制差

5、厚板的減重效果比使用激光拼焊板效果更好。關(guān)鍵詞：輕量化；車門；靜剛度；激光拼焊板；軋制差厚板基于新型板材的汽車車門輕量化優(yōu)化設(shè)計“”，，，：大連理工大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文目錄■職課題研宄的背景和意義汽車輕量化實現(xiàn)途徑車門結(jié)構(gòu)優(yōu)化發(fā)展現(xiàn)狀本文主要研宄內(nèi)容優(yōu)化理論及優(yōu)化工具箱最優(yōu)化問題概述優(yōu)化設(shè)計的數(shù)學(xué)模型凸集與凸函數(shù)優(yōu)化問題的迭代解法迭代方法迭代算法流程優(yōu)化工具箱本章小結(jié)車門有限元分析車門結(jié)構(gòu)車門靜剛度性能要求車門靜剛度有限元分析車門有限元模型的建立靜剛度仿真分析設(shè)置車門靜剛度仿真結(jié)果及分析車門內(nèi)板分塊處理優(yōu)化設(shè)計流程本章小結(jié)應(yīng)用激光拼焊板的車門內(nèi)板優(yōu)化弓激

6、光拼焊板簡介激光拼焊板激光拼焊板在汽車上的應(yīng)用基于新型板材的汽車車門輕量化優(yōu)化設(shè)計車門優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型目標(biāo)函數(shù)設(shè)計變量及取值范圍約束條件建立數(shù)學(xué)模型正交試驗設(shè)計正交試驗設(shè)計簡介設(shè)計正交試驗方案有限元計算及分析有限元計算試驗數(shù)據(jù)分析數(shù)學(xué)代理模型優(yōu)化計算優(yōu)化結(jié)果驗證車門耐撞性能要求耐撞性驗證本章小結(jié)應(yīng)用軋制差厚板的車門內(nèi)板優(yōu)化軋制差厚板簡介軋制差厚板激光拼焊板與軋制差厚板的對比軋制差厚板在汽車上的應(yīng)用車門優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型目標(biāo)■數(shù)設(shè)計變量及取值范圍約束條件建立數(shù)學(xué)模型正交試驗設(shè)汁有限元計算及分析有限元計算大連理工大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文試驗數(shù)據(jù)分析對比激光拼焊扳與軋制

7、差厚板計算數(shù)據(jù)數(shù)學(xué)代理模型優(yōu)化計算優(yōu)化結(jié)果驗證本章小結(jié)參考文獻(xiàn)大連理工大學(xué)學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書大連理工大學(xué)專業(yè)學(xué)位碩士學(xué)位論文緒論課題研究的背景和意義作為國家的重要行業(yè)之一，我國的汽車行業(yè)在進入世紀(jì)以來得到了高速的發(fā)展。圖顯示的是從年到年的十年間，我國汽車產(chǎn)量形勢。從年到年的五年間，我國汽車產(chǎn)銷量同比增長了據(jù)最新統(tǒng)計，年我國汽車產(chǎn)銷量己經(jīng)達(dá)到多萬量汽細(xì)。？細(xì)雲(yún)。□年份圖我國歷年汽車產(chǎn)量隨著汽車產(chǎn)銷量的快速增長，能源危機與環(huán)境污染問題也日漸突出。年月份期間，我國中東部地區(qū)接連出現(xiàn)嚴(yán)重的霧霾天氣，多地空氣質(zhì)量等級處于“嚴(yán)重污染”狀態(tài)空氣中含量嚴(yán)重超標(biāo)，城市街頭

8、，樣式各異的口罩讓人們不禁想起年前的“非典”疫情。但