基于新型板材的汽车车门轻量化优化设计.pdf

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1、犬大李工酲颀士莩位文基于新型板材的汽车车门轻量化优化设计工程领域作者姓名霍孝波指忌教肺刘立忠副教授答辩日期年月专业学位硕士学位论文基于新型板材的汽车车门轻量化优化设计作者姓名：霍孝波工程领域：车辆工程学号：指教师：刘立忠副教授完成曰期：大遠理工大嗲大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示

2、了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：基于新型板材的汽车车门轻量化优化设计作者签名：日期：二丨》年月曰大连理工大学专业学位硕士学位论文摘要伴随着我国汽车保有量的快速增长，能源短缺与环境污染日益严重节能和环保问题越来越受到人们的重视，而实现汽车整车的轻量化能够有效地解决这两个问题。车门作为汽车上的一个重要零部件，有很大的减重空间，并且车门的轻量化研究方法对于研究整车轻量化有一定的指导意义。激光拼焊板和轧制差厚板是两种新型的轻量化板材，将这两种板材应用于汽车制造中能够有效地减轻汽车的质量。目前，激光拼焊板已经在车门上有了较多的应用案例，众

3、多学者也进行了相关的研究工作，而轧制差厚板在车门上的应用和研究工作还相对较少。本文利用有限元仿真手段对车门进行静刚度分析，其中静刚度包括车门下沉刚度、窗框侧向刚度和车门腰带侧向刚度，根据各工况下内板上应力的分布情况，确定了车门内板上主要承受载荷的部位为车门与铰链连接处、车门窗口处和车门腰带处，并据此将内板分块化处理。经分析可知，车门内板适合采用激光拼焊板和轧制差厚板设计制造。本文使用、等软件，并结合正交试验法、二阶响应面法，分别用激光拼爆板和轧制差厚板对车门内板进行优化设计，达到了很好的减重效果。首先使用激光拼焊板，针对各块母板的厚度以及焊缝的位置进行了优化

4、，获得了各母板的最佳厚度以及焊缝的最佳位置，优化后的车门结构最终质量减轻了然后使用板设计车门内板，针对各区域的厚度、过渡区的位置以及过渡区的长度进行了优化，获得了各区域的最佳厚度、过渡区的最佳位置以及过渡区的最佳长度，优化后的车门结构质量减轻了。通过对正交试验结果进行分析，确定了车门静刚度的主要影响因素：车门下沉刚度的主要影响因素为与铰链连接处内板的厚度；窗框侧向刚度的主要影响因素为窗框处内板的厚度；车门腰带侧向刚度的主要影响因素为车门腰带处内板的厚度。本文的研宄结果表明：使用激光拼焊板和轧制差厚板对车门内板进行优化，都能够达到减轻车门质量的目的，使用轧制差

5、厚板的减重效果比使用激光拼焊板效果更好。关键词：轻量化；车门；静刚度；激光拼焊板；轧制差厚板基于新型板材的汽车车门轻量化优化设计“”，，，：大连理工大学专业学位硕士学位论文目录■職课题研宄的背景和意义汽车轻量化实现途径车门结构优化发展现状本文主要研宄内容优化理论及优化工具箱最优化问题概述优化设计的数学模型凸集与凸函数优化问题的迭代解法迭代方法迭代算法流程优化工具箱本章小结车门有限元分析车门结构车门静刚度性能要求车门静刚度有限元分析车门有限元模型的建立静刚度仿真分析设置车门静刚度仿真结果及分析车门内板分块处理优化设计流程本章小结应用激光拼焊板的车门内板优化弓激

6、光拼焊板简介激光拼焊板激光拼焊板在汽车上的应用基于新型板材的汽车车门轻量化优化设计车门优化的数学模型目标函数设计变量及取值范围约束条件建立数学模型正交试验设计正交试验设计简介设计正交试验方案有限元计算及分析有限元计算试验数据分析数学代理模型优化计算优化结果验证车门耐撞性能要求耐撞性验证本章小结应用轧制差厚板的车门内板优化轧制差厚板简介轧制差厚板激光拼焊板与轧制差厚板的对比轧制差厚板在汽车上的应用车门优化的数学模型目标■数设计变量及取值范围约束条件建立数学模型正交试验设汁有限元计算及分析有限元计算大连理工大学专业学位硕士学位论文试验数据分析对比激光拼焊扳与轧制

7、差厚板计算数据数学代理模型优化计算优化结果验证本章小结参考文献大连理工大学学位论文版权使用授权书大连理工大学专业学位硕士学位论文绪论课题研究的背景和意义作为国家的重要行业之一，我国的汽车行业在进入世纪以来得到了高速的发展。图显示的是从年到年的十年间，我国汽车产量形势。从年到年的五年间，我国汽车产销量同比增长了据最新统计，年我国汽车产销量己经达到多万量汽細。？細雲。□年份图我国历年汽车产量随着汽车产销量的快速增长，能源危机与环境污染问题也日渐突出。年月份期间，我国中东部地区接连出现严重的雾霾天气，多地空气质量等级处于“严重污染”状态空气中含量严重超标，城市街头

8、，样式各异的口罩让人们不禁想起年前的“非典”疫情。但