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《基于刚度与耐撞性要求的车身结构轻量化研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、汽车工程2010年(第32卷)第9期AutomotiveEngineering2010(Vo.l32)No.92010155*基于刚度与耐撞性要求的车身结构轻量化研究施颐,朱平,张宇,潘锋(上海交通大学机械与动力工程学院,上海市数字化汽车车身工程重点实验室,上海200240)[摘要]以某型轿车为例,综合考虑弯曲刚度及侧面耐撞性能,进行车身结构轻量化研究。为提升计算效率,利用支持向量回归方法建立各项性能指标的近似模型,避免了整车碰撞优化方法计算量大、收敛缓慢的缺点。之后,通过结合自适应过程的优化方法,在保证各项性能要求的前提下
2、,优化车身零件厚度和材料特性参数,从而实现车身结构的轻量化,减轻质量911kg,轻量化效果达5144%。关键词:车身结构;刚度;耐撞性;支持向量回归;轻量化设计AStudyontheLightweightingofCarBodyStructureBasedonStiffnessandCrashworthinessRequirementsShiY,iZhuPing,ZhangYu&PanFengSchoolofMechanicalandPowerEngineering,ShanghaiJiaoTongUniversity,Sh
3、anghaiKeyLabofDigitalAutobodyEngineering,Shanghai200240[Abstract]Byconcurrentlyconsideringbothbendingstiffnessandsidecrashworthiness,astudyonthelightweightdesignofaspecificcarisconducted.Forenhancingcomputingefficiency,supportvectorregressiontechniqueisusedtoconstr
4、uctmetamodelsforperformanceindicators,thusavoidingthedefectsofhugecomputationeffortsandslowconvergenceintheoptimizationofcompletevehiclecrash.Thenbyoptimizationcombinedwitha2daptiveprocess,thethicknessandmaterialpropertyparametersofautopanelsareoptimizedonthepromis
5、eofmeet2ingtherequirementsofbothstiffnessandsidecrashworthiness,andhencethelightweightingofcarbodystructureisrealizedwitha911kgreductioninbodymassachieved,correspondingto5144%oflightweightingeffec.tKeywords:carbodystructure;stiffness;crashworthiness;supportvectorre
6、gression;lightweightde2sign[2-4]题。对于耐撞性能,整车碰撞属于大变形、大位前言移且伴随着强非线性的动态过程,单次碰撞有限元仿真须耗费大量的计算资源。若直接通过有限元仿安全、节能和环保是目前汽车工业发展面临的真进行整车碰撞优化设计,势必导致计算量过大且三大问题,这些问题都与汽车轻量化密切相关。据收敛速度缓慢。为提高优化设计的计算效率,采用统计,汽车总质量减轻10%,燃油消耗量可降低6%近似拟合方法建立近似模型来替代有限元仿真模[1]~8%。由于车身结构的总质量占轿车总质量的型,且该模型能够精确反
7、映设计变量与性能响应之30%~40%,因此轿车车身结构的轻量化对于整车间的函数关系。文献[5]指出,复杂的近似拟合方轻量化具有重要意义。法在性能响应的拟合精度上要优于传统的多项式响然而,车身结构系统具有性能类型多样且各性应面模型。支持向量回归(supportvectorregression,能响应非线性程度不一的特点,故车身结构轻量化SVR)作为支持向量机的一项重要技术,具有出色的设计是一个多参数、多约束的大型工程优化问拟合非线性函数的能力,被认为是一种极具潜力的*国家自然科学基金项目(50875164)资助。原稿收到日期为
8、2009年9月11日,修改稿收到日期为2009年12月4日。#758#汽车工程2010年(第32卷)第9期近似拟合方法,在汽车、船舶等机械工业领域逐渐获均匀设计能够在n维空间里提供更为均匀的样本[3,6][7]得应用。点。因此,本文中的研究均采用均匀设计进行样文中以某型轿车为例,综合考虑弯
