车门结构多目标轻量化研究

发布时间：2024-03-22 22:59

　　针对现有结构多目标轻量化设计采用单一变量(如板件厚度为优化变量)的不足,将网格变形技术创建的形状变量引入到了车门结构多目标轻量化设计中,建立了以板件厚度与车门结构形状同时作为设计变量的参数化有限元模型。对该车门进行了动态试验测试,验证了有限元模型及计算结果的可靠性;考虑到该车门一阶频率过低的问题,将一阶频率最大、车门质量最小作为优化目标,垂向刚度、窗框刚度为约束,进行了试验设计(DOE),通过Kriging函数模型拟合了要优化的目标及约束,经过精度校验,验证了该近似函数模型符合精度要求;最后利用多目标遗传算法进行了寻优计算。研究结果表明:在垂向刚度、窗框刚度满足约束值的情况下,车门质量最终降低2.84 kg(减重达13%),一阶频率提高了25.8 Hz。

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【部分图文】：

图1-5车身碰撞安全结构件对于多目标优化问题而言，一般难以使多个目标都达到最优解，在单目标优

华中科技大学博士学位论文6化优化设计，取得了较好的减重效果。Xu等[33,34]通过对TWB结构车门和B柱轻量化多目标设计优化的研究，比较了多项式响应面模型（Polynomialresponsesurface,PRS），径向基函数模型（Radialbasisfunction,RB....

图1垂向刚度工况

其工况设置如图1所示。窗框刚度工况:窗框刚度大小影响车门与车身之间的距离,因为局部结构的特殊性,窗框局部抵抗Y(垂直车门外板方向)方向变形的能力可以表征窗框刚度的大小,窗框部位的结构刚度如果过低,同样影响其动态密封性能。

图2车门窗框工况

具体工况设置如图2所示。图2中,分别用f、K1、K2、M表示一阶频率、垂向刚度、窗框刚度、质量。计算得出f、K1、K2、M的初始值分别为26.50Hz、143.4N/mm、43.5N/mm、20.89kg。

图3形状变量示意图

创建的4个形状变量如图3所示。3基于混合变量的多目标优化

本文编号：3935076