【摘要】：純電動(dòng)轎車已成為汽車產(chǎn)業(yè)的重要發(fā)展方向,由此帶來(lái)的諸多道路交通事故對(duì)其安全性能提出了越來(lái)越嚴(yán)格的要求。車身結(jié)構(gòu)作為影響汽車碰撞安全的重要因素,其耐撞性能的好壞直接關(guān)系到車內(nèi)乘員的傷害程度,故針對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)具有重要價(jià)值。然而,傳統(tǒng)的確定性優(yōu)化設(shè)計(jì)僅將設(shè)計(jì)變量視為固定值,并未考慮到設(shè)計(jì)變量的不確定性帶來(lái)的影響。當(dāng)工程實(shí)際中的大量不確定性因素導(dǎo)致設(shè)計(jì)變量產(chǎn)生波動(dòng)時(shí),所獲得的確定性優(yōu)化方案通常無(wú)法得到保障,因此需要進(jìn)行不確定優(yōu)化設(shè)計(jì)�；谏鲜鲈�,本文采用確定性優(yōu)化設(shè)計(jì)及不確定性優(yōu)化設(shè)計(jì)(包含可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)、穩(wěn)健性優(yōu)化設(shè)計(jì))方法,對(duì)某純電動(dòng)轎車的碰撞安全性能進(jìn)行優(yōu)化。本文首先對(duì)車身結(jié)構(gòu)耐撞性的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析,隨后建立了某純電動(dòng)轎車40%前部偏置碰撞的仿真模型,并對(duì)該模型進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明:仿真結(jié)果與試驗(yàn)結(jié)果的吻合程度較高,可以使用該模型代替實(shí)車試驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。在所建立的仿真模型的基礎(chǔ)上,本文進(jìn)行了結(jié)構(gòu)耐撞性的確定性優(yōu)化設(shè)計(jì)。為了提升近似模型的預(yù)測(cè)精度,本文使用最小二乘支持向量回歸(Least squares support vector regression,LSSVR)模型來(lái)擬合設(shè)計(jì)變量與輸出響應(yīng)之間的關(guān)系,同時(shí)使用粒子群優(yōu)化算法(Particle Swarm Optimization,PSO)來(lái)優(yōu)化LSSVR模型的參數(shù)。隨后,本文使用非支配排序遺傳算法II(Non-dominated Sorting Genetic Algorithm-II,NSGA-II)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),優(yōu)化結(jié)果表明:相比于初始設(shè)計(jì),關(guān)鍵件的質(zhì)量降低了10.44%,吸能提升了3.84%,同時(shí)車身的峰值減速度和防火墻侵入量也滿足了設(shè)計(jì)要求�；诖_定性優(yōu)化方案,本文進(jìn)一步討論了設(shè)計(jì)變量的不確定性對(duì)優(yōu)化結(jié)果的影響。為了提升系統(tǒng)的可靠性及穩(wěn)健性,本文采用可靠性優(yōu)化及穩(wěn)健性優(yōu)化方法對(duì)該轎車的車身結(jié)構(gòu)進(jìn)行不確定性優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過比較不同的可靠度/穩(wěn)健度要求以及不同類型的穩(wěn)健性優(yōu)化模型所獲得的設(shè)計(jì)方案,本文從中選擇出最適宜作為工程應(yīng)用的最優(yōu)解,并通過有限元仿真對(duì)其進(jìn)行了驗(yàn)證。結(jié)果表明:雖然相比于確定性設(shè)計(jì),不確定性設(shè)計(jì)在優(yōu)化目標(biāo)上略有下降,但優(yōu)化后的車身性能依然能夠滿足工程開發(fā)需求,同時(shí)系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)健性也有效地得到了保障。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：U469.72
【圖文】：

圖 1.2 40%前部可變性壁障偏置碰撞示意圖Fig 1.2 Sketch of 40% offset deformable barrier crash該試驗(yàn)的基本要求如下[25]：（1）被試汽車與駕駛員一側(cè)發(fā)生碰撞，碰撞速度為1164 km/h；（2）被試汽車與壁障的重疊寬度應(yīng)保持在 40%車寬±20mm 范圍內(nèi)；（3）在被試汽車的前排每個(gè)座椅分別放置一個(gè) Hybrid III 型第 50 百分位人，用以測(cè)量前排人員的受傷害情況。在第二排座椅最左側(cè)座位上放置一brid III 型第 5 百分位女性假人，用以測(cè)量第二排人員的受傷害情況。（4）試驗(yàn)后對(duì)被試汽車的 A 柱、踏板和轉(zhuǎn)向管柱的變形量進(jìn)行測(cè)量。圖 1.3 展示了某轎車在 C-NCAP 偏置碰試驗(yàn)中的測(cè)試情況[26]。從圖中可，被試汽車在試驗(yàn)后完全損毀，處于報(bào)廢狀態(tài)。同時(shí)，整個(gè)試驗(yàn)過程需要量的前期準(zhǔn)備工作，人力和物力成本較高。可變性壁障

圖 1.2 40%前部可變性壁障偏置碰撞示意圖Fig 1.2 Sketch of 40% offset deformable barrier crash驗(yàn)的基本要求如下[25]：被試汽車與駕駛員一側(cè)發(fā)生碰撞，碰撞速度為1164 km/h；被試汽車與壁障的重疊寬度應(yīng)保持在 40%車寬±20mm 范圍內(nèi)在被試汽車的前排每個(gè)座椅分別放置一個(gè) Hybrid III 型第 50 百以測(cè)量前排人員的受傷害情況。在第二排座椅最左側(cè)座位上放II 型第 5 百分位女性假人，用以測(cè)量第二排人員的受傷害情況試驗(yàn)后對(duì)被試汽車的 A 柱、踏板和轉(zhuǎn)向管柱的變形量進(jìn)行測(cè)量1.3 展示了某轎車在 C-NCAP 偏置碰試驗(yàn)中的測(cè)試情況[26]。從圖汽車在試驗(yàn)后完全損毀，處于報(bào)廢狀態(tài)。同時(shí)，整個(gè)試驗(yàn)過程期準(zhǔn)備工作，人力和物力成本較高。64km/h可變性壁障

圖 2.1 2 因素 5 水平全因子試驗(yàn)設(shè)計(jì)Full factorial design of 2 factors angonal Experimental Design, OED)其優(yōu)點(diǎn)是可以通過相對(duì)較少的采通過對(duì) DOE 結(jié)果進(jìn)行方差分析了方便設(shè)計(jì)者選取樣本點(diǎn)，挑選，而設(shè)計(jì)出來(lái)的滿足 OED 要求表 2.1 展示了 3 因子 2 水平正交表 2.1 3 因子 2 水平正交表 2.1 Orthogonal table of 3 factors and 2 驗(yàn)號(hào)列A B C1 0 0 2 0 1

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前6條

1 錢立軍;宋佳;谷先廣;;基于行人小腿保護(hù)的保險(xiǎn)杠結(jié)構(gòu)穩(wěn)健性優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];中國(guó)機(jī)械工程;2015年07期

2 夏威鈞;于重重;劉載文;田嫦麗;;基于PSO-LSSVR的造紙企業(yè)能耗預(yù)測(cè)模型的研究[J];計(jì)算機(jī)測(cè)量與控制;2013年12期

3 王秋成;劉衛(wèi)國(guó);葛東東;趙福全;李芳;;電動(dòng)汽車直形收縮梁的輕量化設(shè)計(jì)與耐撞性分析[J];汽車安全與節(jié)能學(xué)報(bào);2012年04期

4 崔杰;張維剛;常偉波;謝倫杰;;基于雙響應(yīng)面模型的碰撞安全性穩(wěn)健性優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2011年24期

5 陳志英;任遠(yuǎn);白廣忱;高陽(yáng);;粒子群優(yōu)化的Kriging近似模型及其在可靠性分析中的應(yīng)用[J];航空動(dòng)力學(xué)報(bào);2011年07期

6 徐志明;文孝強(qiáng);孫媛媛;孫靈芳;;基于最小二乘支持向量回歸機(jī)的燃煤鍋爐結(jié)渣特性預(yù)測(cè)[J];中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào);2009年17期

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 劉蓉;城市住房?jī)r(jià)格PSO-LSSVR預(yù)測(cè)模型研究[D];重慶大學(xué);2014年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前9條

1 唐愷;基于Kriging方法的結(jié)構(gòu)可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];沈陽(yáng)航空航天大學(xué);2017年

2 陶澤;某微型純電動(dòng)轎車正面碰撞安全仿真分析研究[D];湖南大學(xué);2016年

3 鄧青青;車輛結(jié)構(gòu)耐撞性的多目標(biāo)穩(wěn)健性優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];湖南大學(xué);2016年

4 許偉;基于PSO-LSSVR優(yōu)化算法中文的互聯(lián)網(wǎng)金融收益率預(yù)測(cè)研究[D];蘭州大學(xué);2016年

5 熊元;新能源汽車全塑車身結(jié)構(gòu)及安全耐撞性能分析[D];北京化工大學(xué);2015年

6 董龍;汽車正面碰撞乘員約束系統(tǒng)仿真與穩(wěn)健優(yōu)化方法研究[D];浙江大學(xué);2014年

7 葛東東;電動(dòng)汽車正面碰撞結(jié)構(gòu)耐撞性分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)[D];浙江工業(yè)大學(xué);2012年

8 裴磊;基于穩(wěn)健性優(yōu)化的乘員約束系統(tǒng)性能改進(jìn)[D];湖南大學(xué);2011年

9 孫振東;電動(dòng)汽車正面碰撞試驗(yàn)技術(shù)研究[D];吉林大學(xué);2007年

本文編號(hào)：2783463