發(fā)布時(shí)間：2020-06-22 14:22

【摘要】：FSAE(Formula Society of Automotive Engineers)比賽,中文名為大學(xué)生方程式比賽,是一項(xiàng)面向?qū)ο鬄閷W(xué)生的方程式賽事。本課題研究目的在于FSAE賽車單體殼車身綜合性能提升。傳統(tǒng)的單體殼車身設(shè)計(jì)一直以一種“假設(shè)—分析—修改—比對—再設(shè)計(jì)”的流程進(jìn)行,設(shè)計(jì)效率較低且缺乏靈活性。另外傳統(tǒng)的車身材料碳纖維/鋁蜂窩層合板可設(shè)計(jì)性不強(qiáng),難以根據(jù)車身各區(qū)域工況差異進(jìn)行設(shè)計(jì)。本文以HRT-17C賽車車身為研究對象,希望提出一種新型的應(yīng)用于單體殼的芯材,通過前期優(yōu)化以及后期針對工況設(shè)計(jì),最終應(yīng)用于單體殼車身。同時(shí)革新現(xiàn)有單體殼設(shè)計(jì)方法,提出一種基于FSAE賽車單體殼綜合性能的正向的車身鋪層設(shè)計(jì)方法,提高單體殼設(shè)計(jì)效率。本文點(diǎn)陣芯材單體殼車身優(yōu)化課題,主要從以下三個(gè)方面進(jìn)行:(1)論述了一種新型點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)芯材的加工、性能分析和優(yōu)化方法。基于嵌鎖組裝原理,設(shè)計(jì)并加工得到鋁合金材料金字塔點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)芯材。根據(jù)力學(xué)原理推導(dǎo)出了點(diǎn)陣芯材四種主要性能數(shù)學(xué)表達(dá),建立了比較完整的點(diǎn)陣芯材宏觀性能數(shù)學(xué)模型,為點(diǎn)陣芯材性能優(yōu)化提供了便利。建立點(diǎn)陣芯材性能優(yōu)化模型,分別通過單目標(biāo)性能優(yōu)化和多目標(biāo)性能優(yōu)化進(jìn)行分析,最終確立了點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)參數(shù)的最優(yōu)方案,此方案將應(yīng)用于下文單體殼車身。(2)分析了單體殼車身的6種工況并建立有限元模型進(jìn)行仿真。對單體殼車身6種工況(扭轉(zhuǎn)、彎曲、8字環(huán)繞、制動剎車、彈射起步、自由模態(tài))的載荷條件進(jìn)行分析后,分別建立這六種工況的有限元仿真模型,分析了單體殼車身的應(yīng)力集中、車身應(yīng)變、單體殼彈性模態(tài)、車身扭轉(zhuǎn)剛度、車身彎曲剛度目標(biāo)響應(yīng)。并對其中扭轉(zhuǎn)剛度和最小固有頻率深入研究,分析在實(shí)際賽車工況下兩個(gè)響應(yīng)合理的約束值。(3)論述了一種對于單體殼車身整體性能優(yōu)化的鋪層方案正向設(shè)計(jì)方法。在上文單體殼車身仿真分析的基礎(chǔ)上,建立單體殼7種性能(扭轉(zhuǎn)剛度、彎曲剛度、最小固有頻率、單體殼質(zhì)量、三種極限工況車身強(qiáng)度)的求解模型。擬合這7種性能響應(yīng)的近似模型,并綜合求解速度和精度選擇,在車身綜合性能優(yōu)化中使用。對優(yōu)化求解得到的車身鋪層方案結(jié)果,考慮實(shí)際篩選Pareto非劣解,得到鋪層最優(yōu)方案,通過優(yōu)化前后響應(yīng)對比分析優(yōu)化有效性。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U463.82;U469.696
【圖文】：

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文緒 論的背景和意義大學(xué)生方程式比賽，創(chuàng)立于 1987 年，通常主辦方為對象主要為學(xué)生的方程式賽事[1]。FSAE 要求參賽事規(guī)則的前提下，自主開發(fā)一臺小型的類似于標(biāo)準(zhǔn)性能由四項(xiàng)靜態(tài)指標(biāo)與五項(xiàng)動態(tài)性能指標(biāo)來綜合評則以此來鼓勵原創(chuàng)設(shè)計(jì)和多樣化設(shè)計(jì)，如圖 1-1 所）的 HRT 賽車。

則以此來鼓勵原創(chuàng)設(shè)計(jì)和多樣化設(shè)計(jì)，如圖 1-1 所）的 HRT 賽車。圖 1-1 HRT 車隊(duì)賽車承載式車身主要分為鋼管桁架式和單體殼式。所謂）是一種承載式車身[2]，通常采用復(fù)合材料層合板制單體殼車身。不同于使用內(nèi)部框架來承載的桁架式面來承受載荷，這使其具有特殊優(yōu)勢：大面積密封量化特性顯著；慣性矩更大，扭轉(zhuǎn)剛度更高；高強(qiáng)面積更小，駕艙空間更大，空間利用率更高；減少車。

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 李仲奎;夏衛(wèi)群;袁亮;呂祝星;舒培超;;插電式混合動力汽車車身結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析與研究[J];上海汽車;2018年12期

2 南辰;;小面方向盤該咋打[J];汽車與安全;2017年06期

3 康潔;陳瑋;張鐵;汪沛?zhèn)?龔侃;;基于鋁合金車身結(jié)構(gòu)的連接方法研究[J];汽車科技;2017年02期

4 李森;任潔;;摩托車車身結(jié)構(gòu)綜合評價(jià)[J];摩托車技術(shù);2017年09期

5 曹振;;鋁合金車身結(jié)構(gòu)的連接方式分析[J];電子世界;2017年16期

6 王超;呂振華;呂毅寧;;風(fēng)擋玻璃對車身結(jié)構(gòu)剛度影響的研究[J];汽車工程;2014年12期

7 衛(wèi)東;;車身優(yōu)化科技[J];汽車與運(yùn)動;2017年09期

8 鄭炫君;;普通高校車身修復(fù)工藝課程教學(xué)改革[J];知識文庫;2017年13期

9 張若平;吳訓(xùn)成;楊亞莉;;汽車車身結(jié)構(gòu)課程教學(xué)改革深化研究[J];教育教學(xué)論壇;2011年09期

10 肖平;胡靜麗;柳劍玲;;《汽車車身結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)》教學(xué)方法研究[J];學(xué)理論;2010年26期

相關(guān)會議論文 前10條

1 崔東;謝書港;閆曉曉;侯延軍;;40%偏置碰撞與小重疊碰撞對車身結(jié)構(gòu)要求的差異性研究[A];2013中國汽車工程學(xué)會年會論文集[C];2013年

2 郭銳;鮑鏡如;丁yN;;車身結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)收集的研究[A];2014中國汽車工程學(xué)會年會論文集[C];2014年

3 周云郊;蘭鳳崇;陳吉清;王金輪;;鋼鋁混合車身結(jié)構(gòu)自沖鉚的模具幾何對連接性能的影響[A];2010中國汽車工程學(xué)會年會論文集[C];2010年

4 盈亮;張富博;戴明華;余洋;胡平;;基于側(cè)碰的熱沖壓強(qiáng)度梯度車身結(jié)構(gòu)仿真優(yōu)化[A];2015中國汽車工程學(xué)會年會論文集（Volume3）[C];2015年

5 蔣先枰;周安勇;;車身設(shè)計(jì)中的防銹分析[A];綠色制造與低碳經(jīng)濟(jì)——2010年海南省機(jī)械工程學(xué)會、海南省機(jī)械工業(yè)質(zhì)量管理協(xié)會“年會”暨機(jī)械工程科技學(xué)術(shù)報(bào)告會論文集[C];2010年

6 孫樂;鄧蔣;;某車型電動車車身結(jié)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì)[A];2016中國汽車工程學(xué)會年會論文集[C];2016年

7 蘭鳳崇;賴番結(jié);陳吉清;馬聰承;;泡沫鋁復(fù)合板材料高剛度車身結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)研究[A];面向未來的汽車與交通——2013中國汽車工程學(xué)會年會論文集精選[C];2013年

8 王則龍;王志濤;杜麗娜;牛亞軍;;偏置碰撞數(shù)值模擬技術(shù)在新車開發(fā)中的應(yīng)用[A];2009中國汽車工程學(xué)會年會論文集[C];2009年

9 劉顯臣;劉亞彬;周鸝麟;姚俊賢;;CAE在汽車NVH設(shè)計(jì)開發(fā)及優(yōu)化中的應(yīng)用[A];第四屆中國CAE工程分析技術(shù)年會論文集[C];2008年

10 劉利欣;孫萬旭;吳春生;朱德霞;;某SUV車型車身結(jié)構(gòu)輕量化設(shè)計(jì)優(yōu)化研究[A];2019中國汽車工程學(xué)會年會論文集（2）[C];2019年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 中國工業(yè)報(bào)記者 孫紅;全球?qū)＜引R聚澳門 共議車身技術(shù)發(fā)展趨勢[N];中國工業(yè)報(bào);2017年

2 任秀平 譯;未來鋼質(zhì)汽車——引領(lǐng)車身結(jié)構(gòu)前沿創(chuàng)新[N];世界金屬導(dǎo)報(bào);2012年

3 徐培坤;節(jié)油設(shè)計(jì)從車身結(jié)構(gòu)挖潛力[N];中國交通報(bào);2005年

4 王禁;汽車安全哪能看鐵皮薄厚 關(guān)鍵還在車身結(jié)構(gòu)能否吸能[N];證券日報(bào);2015年

5 本報(bào)記者　 趙三明;一項(xiàng)增加車身結(jié)構(gòu)安全的新技術(shù)[N];中國工業(yè)報(bào);2006年

6 普納;200輛安凱BRT公交車即將投入運(yùn)營[N];中國工業(yè)報(bào);2008年

7 本報(bào)記者 趙偉;“頂住壓力”方得安全[N];中國質(zhì)量報(bào);2018年

8 孟巖 林元君;汽車安全的兩大誤區(qū)[N];經(jīng)理日報(bào);2005年

9 本報(bào)記者 常艷軍;汽車安全“軟硬件”都要發(fā)展[N];經(jīng)濟(jì)日報(bào);2009年

10 普納;安凱再獲千萬大單 CNG公交車駛?cè)霟o錫[N];中國工業(yè)報(bào);2008年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 林志立;能量有限元法的研究及其在車身中的應(yīng)用[D];中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所);2018年

2 王劍鋒;電動賽車單體殼車身優(yōu)化設(shè)計(jì)及整車操縱動力學(xué)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2018年

3 秦歡;車身正向概念輕量化設(shè)計(jì)關(guān)鍵問題研究[D];湖南大學(xué);2018年

4 魏然;爆炸沖擊下車身結(jié)構(gòu)防護(hù)機(jī)理及多學(xué)科優(yōu)化研究[D];南京理工大學(xué);2017年

5 李奕慈;微型車車身結(jié)構(gòu)對車內(nèi)低頻噪聲的影響規(guī)律研究[D];武漢理工大學(xué);2018年

6 熊飛;基于實(shí)車道路譜的車身疲勞壽命預(yù)測[D];華南理工大學(xué);2017年

7 姚成;客車局部結(jié)構(gòu)剛度貢獻(xiàn)度評價(jià)方法改進(jìn)及應(yīng)用研究[D];吉林大學(xué);2018年

8 崔岸;現(xiàn)代客車概念開發(fā)模式及設(shè)計(jì)方法的研究[D];吉林大學(xué);2004年

9 石琴;基于現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論的車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2006年

10 莊蔚敏;工藝過程材料特性變化對車身結(jié)構(gòu)件抗撞性影響研究[D];吉林大學(xué);2006年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 史成陽;基于點(diǎn)陣芯材的單體殼車身鋪層多目標(biāo)優(yōu)化[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2018年

2 李濤;鋁合金車身概念開發(fā)及優(yōu)化研究[D];合肥工業(yè)大學(xué);2019年

3 茍黎剛;基于動態(tài)載荷的車身耐久性研究[D];長安大學(xué);2019年

4 尹凡;某商務(wù)車車身結(jié)構(gòu)有限元分析及疲勞壽命預(yù)測[D];武漢理工大學(xué);2018年

5 杜慶賀;某MPV車身NVH性能仿真分析與結(jié)構(gòu)優(yōu)化[D];武漢理工大學(xué);2018年

6 靳哲飛;節(jié)能電車車身優(yōu)化設(shè)計(jì)及仿真[D];中北大學(xué);2019年

7 祖禮平;基于FEA車身NVH性能控制的某BEV輕量化研究[D];中北大學(xué);2019年

8 李鵬宇;基于試驗(yàn)場典型路面譜的車身載荷提取與疲勞壽命分析[D];廣西科技大學(xué);2019年

9 魏彤輝;轎車車身的可靠性優(yōu)化分析[D];吉林大學(xué);2019年

10 盧亞運(yùn);面向力學(xué)性能的鋼鋁車身結(jié)構(gòu)選材準(zhǔn)則研究與應(yīng)用[D];吉林大學(xué);2019年

本文編號：2725798