基于剛度和模態(tài)的車門結(jié)構(gòu)件料厚多目標優(yōu)化設(shè)計研究.pdf

1、車門是轎車車身設(shè)計中十分重要而又相對獨立的一個部件，要求其應(yīng)具有足夠大的強度、剛度和良好的振動性能。同時，車門輕量化又是實現(xiàn)車輛燃油經(jīng)濟性的重要措施，所以在保證車門較高剛度和低階固有頻率時，又應(yīng)盡量減少車門質(zhì)量。因此對車門結(jié)構(gòu)進行多工況下的優(yōu)化設(shè)計顯得十分重要。
　　 本文圍繞車門垂直剛度和一階模態(tài)兩個工況，提出一種基于多工況的車門結(jié)構(gòu)多目標優(yōu)化設(shè)計方法，旨在同時考慮車門垂直剛度和一階模態(tài)兩個工況的情況下，對車門零件料厚進行優(yōu)化

2、設(shè)計。論文的主要研究工作如下：
　　 (1)本文首先建立車門的垂直剛度和自由模態(tài)有限元模型，并在此基礎(chǔ)上計算出車門結(jié)構(gòu)初始設(shè)計時的垂直剛度和一階頻率值。以有限元模型為基礎(chǔ)，對車門零件料厚進行靈敏度分析，篩選出具有優(yōu)化潛力的零件料厚作為優(yōu)化設(shè)計變量。
　　 (2)運用均勻拉丁方試驗設(shè)計方法采集設(shè)計變量與車門垂直剛度和一階頻率的樣本值，并在此基礎(chǔ)上采用二階響應(yīng)面模型來近似設(shè)計變量與車門垂直剛度、設(shè)計變量與車門一階頻率之間的關(guān)

3、系。通過精度檢測，證明構(gòu)造出近似數(shù)學(xué)模型精度較好，可以用來代替其有限元模型用于后期的多目標優(yōu)化設(shè)計中。在近似數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上建立車門結(jié)構(gòu)多工況條件下的多目標優(yōu)化模型。
　　 (3)采用多目標遺傳算法對優(yōu)化模型進行求解，得到非劣最優(yōu)解集。再根據(jù)實際設(shè)計要求選取一組恰當?shù)姆橇幼顑?yōu)解作為最終優(yōu)化結(jié)果。最終優(yōu)化結(jié)果使車門在質(zhì)量減少的情況下，車門垂直剛度和一階頻率均滿足設(shè)計要求，達到預(yù)期優(yōu)化設(shè)計的目的。最后采用有限元法對優(yōu)化結(jié)果進行驗證，