面向汽车轻量化设计的关键技术研究-车辆工程专业毕业论文

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1、学校代号：10532学号：T07021024密级：湖南大学博士学位论文面向汽车轻量化设计的关键技术研究学位申请人姓名：塑翅监导师姓名及职称：鲑蠢堡院±培养单位：一一．扭撼墨运夔工程堂暄专业名称：奎煎至狸论文提交日期：2Q!Q生2旦3日论文答辩日期：2Q!Q生!Q月2三日答辩委员会主席：建述蒸数援StudyonkeytechniquesofvehiclelightweightbyHUZhaohuiB．E．(HunanUniversity)2004Adissertationsubmittedinpartialsat

2、isfactionoftheRequirementsforthedegreeofDoctorofEngineeringAutomotiveEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorZHONGZhihuaOctober，2010湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的

3、研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：古q鸯R聋同期：加I口年lo月够日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于l、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密田。(请在以上相应方框内打

4、“√”)作者签名：苫鹏I、洒同期：zoIo年10月移日导师签名：阿习同期：zoI口年I口月冶Rl蓐产寇j'●-·_--___-，面向汽车轻量化设计的关键技术研究摘要汽车轻量化已经成为汽车工业发展的一个关键性课题。结构优化、尺寸优化、新材料利用及轻量化工艺等都是轻量化的实施途径。目前关于轻量化实施途径的相关研究较多，但是轻量化理论体系及轻量化途径的相关分析流程需要进一步的完善。本文将多目标优化及多学科优化方法等现代设计方法加以运用，并结合近似模型及多种数值优化方法(包括作者提出的遗传蚁群混合算法)对轻量化的各种途

5、径进行了深入的研究。从车身整体尺寸优化、零件结构优化、零件材料类型及零件规格选择优化、轻量化工艺的多学科优化设计等方面展开了详细的研究。本文主要开展了以下几个方面的研究：1．基于车身总体尺寸优化的多目标轻量化优化方法。传统的尺寸优化方法集中在零部件上，未涉及到汽车总体尺寸参数的优化。实际上，合理的汽车总体尺寸参数设计是整车取得较好轻量化效果的前提。本文在开发一款跟原车型结构相似、整车尺寸加长加宽加高的新车型时，将整车长度、整车高度、整车宽度及部分零件厚度作为设计变量，采用最优拉丁方试验设计方法进行样本数据设计，

6、并且采用移动最小二乘响应面方法构建白车身NVH(振动噪声)、白车身关键区域强度及白车身质量等性能参数的多目标优化系统的近似模型，利用多目标遗传优化算法NSGA．II(非支配解排序遗传算法)对近似模型进行优化。在满足白车身关键区域内强度、白车身NVH等约束性能的同时，追寻车内新增空间最大化，并实现了新车型的轻量化设计。．2．基于零件形状优化的轻量化优化设计。综合遗传算法和蚁群算法的各自的优缺点，提出了一种新的基于遗传蚁群融合算法的优化策略。这种算法的特点是融合蚁群算法的特点与遗传算法(GA)交叉、变异进化策略，改

7、善了解空问搜索的全局性。在对某车型滑移门系统进行轻量化设计时，将滑移门上中下三根导轨的形状作为优化变量，并结合Kring法构建了滑移门声学、开启平顺性等性能参数的近似模型。其中，滑移门开启平顺性的评价指标结合了某韩国专家的工程设计经验，提出了用滑移门开启时质心位置的加速度偏离整个运行过程的平均加速度的大小值来衡量整个滑移门开启的平顺性。最后用本文提出的遗传蚁群混合算法进行寻优，在满足声学和开启平顺性的同时减轻了滑移门的质量。实例显示了算法很好的优化效果。3．多材料．多零件规格组合多目标轻量化优化方法。提出一种把

8、零部件系统的材料类型、零件规格、零件厚度组合在一起的以重量及成本最小化为目标的组合多目标优化方法。常规的轻量化设计往往在零件材料或者零件规格单一化的基础上对零件厚度进行优化设计。推导出这种多材料．多零件规格的组合多目标优化的数学模型。通过将材料类型而不是材料的多个属性、零件规格而不是零件的几博．L学位论文何和价格属性定义为离散变量，大大降低了优化问题的复杂程度。采用最优拉丁方试验设计及