發(fā)布時間：2023-10-03 21:09

　　節(jié)能與環(huán)保是汽車發(fā)展的永恒主題,隨著全球能源、環(huán)境、資源等方面問題的加劇,這個主題顯得更加突出。輕量化是汽車節(jié)能與環(huán)保的重要途徑。理論和實踐均表明,汽車的能耗與其重量近似成正比。轎車作為汽車家族中的重要一員,其輕量化意義尤為重大,因為其占有率超過汽車總量的三分之二。近些年來,汽車動力電動化和汽車駕駛智能化成為重要趨勢,這些前沿技術的發(fā)展也期待汽車輕量化技術的進一步提升。隨著新材料的不斷發(fā)展和應用新需求的不斷出現(xiàn),輕量化不斷面臨一些新的問題,尤其國內(nèi)汽車正向開發(fā)技術還處于成長和成熟階段,有不少輕量化的理論和實踐問題亟待進一步探討和深入分析,以尋找更好解決辦法。本論文正是為了滿足這一汽車關鍵共性技術的發(fā)展需要開展了轎車輕量化領域的系統(tǒng)深入研究。首先,提出了面向輕量化設計及可靠性分析的轎車關鍵件工況模擬載荷的計算理論與方法,并構建了面向轎車關鍵件的柔性共享的工況模擬載荷計算平臺;然后,重點以基于輕量化材料應用的結構創(chuàng)新和優(yōu)化為主線,開展懸架、動力傳動系統(tǒng)和車身關鍵件的結構輕量化設計及可靠性分析的理論和方法研究。本論文的主要研究方法及結果包括如下幾個方面:(1)針對汽車部件的正向開發(fā)流程,提出...

【文章頁數(shù)】：188 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 轎車輕量化技術的重要性及發(fā)展現(xiàn)狀分析
        1.1.1 轎車輕量化技術的背景及重要性
        1.1.2 轎車輕量化技術的發(fā)展現(xiàn)狀
    1.2 轎車結構輕量化技術的若干難點問題
        1.2.1 材料選擇與工藝創(chuàng)新問題
        1.2.2 結構優(yōu)化設計問題
        1.2.3 可靠性分析與保障問題
    1.3 可靠性分析的基本理論與方法
        1.3.1 可靠性分析的一般概念
        1.3.2 可靠性設計與分析方法
        1.3.3 提高可靠性的方法及可靠性目標的確定
    1.4 轎車結構設計與可靠性分析的CAE技術基礎
        1.4.1 靜態(tài)分析與動態(tài)分析CAE技術
        1.4.2 顯式分析與隱式分析CAE技術
        1.4.3 有限元單元類型與建模要點
    1.5 研究目標定位與主要研究內(nèi)容
        1.5.1 研究定位和總體目標
        1.5.2 主要研究內(nèi)容及章節(jié)結構
第2章 面向輕量化設計與可靠性分析的轎車關鍵件工況模擬載荷計算理論和方法
    2.1 轎車運行工況載荷的不確定性及其關鍵件設計載荷依據(jù)
        2.1.1 轎車運行工況載荷的不確定性
        2.1.2 轎車關鍵件設計中的一般載荷依據(jù)
    2.2 轎車關鍵件工況模擬載荷計算方法
        2.2.1 轎車承載傳力系統(tǒng)的基本構成及主要傳力路徑
        2.2.2 基于全正向開發(fā)條件下的源載荷強度準則
        2.2.3 強化路面道路工況載荷模擬計算方法
    2.3 面向關鍵件工況模擬載荷計算的轎車整車仿真建模平臺構建方法
        2.3.1 轎車承力關鍵件及整車仿真建模的柔性共享平臺構建原則
        2.3.2 參數(shù)化輪胎模型構建
        2.3.3 仿真共享參數(shù)庫構建
        2.3.4 強化路面仿真建模
    2.4 顯式與隱式聯(lián)合仿真方法
        2.4.1 整車動態(tài)仿真的總體思路
        2.4.2 子模型隱式仿真方法
        2.4.3 隱式與顯式聯(lián)合仿真
    2.5 本章小結
第3章 基于載荷循環(huán)迭代的懸架關鍵件輕量化優(yōu)化及可靠性分析方法
    3.1 基于載荷循環(huán)迭代的懸架關鍵件輕量化設計流程
        3.1.1 懸架仿真模型建立
        3.1.2 載荷工況分析
        3.1.3 關鍵件受力分析
        3.1.4 基于載荷循環(huán)迭代的輕量化設計流程
    3.2 懸架鍛壓件結構輕量化參數(shù)化優(yōu)化方法
        3.2.1 懸架鍛壓件結構輕量化參數(shù)化模型
        3.2.2 懸架鍛壓件輕量化流程與尋優(yōu)策略
    3.3 懸架關鍵件的輕量化結構優(yōu)化
        3.3.1 擺臂輕量化參數(shù)優(yōu)化
        3.3.2 轉向節(jié)輕量化參數(shù)優(yōu)化
    3.4 基于載荷一致性及載荷循環(huán)迭代的懸架關鍵件可靠性分析
        3.4.1 可靠性分析目標設定與計算方法
        3.4.2 基于載荷一致性及載荷循環(huán)迭代的擺臂可靠性分析
    3.5 本章小結
第4章 電驅傳動系統(tǒng)中復合結構輕量化設計與基于制造誤差的可靠性分析方法研究
    4.1 電驅傳動系統(tǒng)關鍵件的載荷特征及可靠性設計要點
        4.1.1 電驅傳動系統(tǒng)的構成及載荷類型與可靠度分配
        4.1.2 電驅傳動系統(tǒng)關鍵件的載荷特征及可靠性設計難點
        4.1.3 密封件的載荷特征及可靠性設計難點
    4.2 基于裝配誤差的電機主軸的輕量化設計與可靠性分析方法
        4.2.1 電機主軸的結構特征及建模仿真
        4.2.2 電機主軸的輕量化設計及疲勞失效分析
        4.2.3 電機主軸裝配誤差對疲勞壽命影響分析
    4.3 基于多參數(shù)變化的減速箱輕量化設計與可靠性分析方法
        4.3.1 電驅傳動減速箱的有限元模型及輕量化設計要點
        4.3.2 減速箱軸的可靠性分析
        4.3.3 電驅傳動減速箱的機械可靠性分析
    4.4 基于內(nèi)壓增強的傳動半軸的輕量化設計與失效分析
        4.4.1 傳動半軸的結構與載荷特征分析
        4.4.2 基于復合結構的傳動半軸輕量化設計
        4.4.3 傳動半軸的疲勞壽命分析
    4.5 基于剛度匹配性和幾何型面匹配性的減速箱的密封系統(tǒng)可靠性分析
        4.5.1 減速箱密封系統(tǒng)的基本構成及幾何與力學特征
        4.5.2 基于剛度和公差影響的金屬密封面的可靠性分析
        4.5.3 基于剛度和公差影響的油封密封件可靠性分析
    4.6 本章小結
第5章 典型高強度鋼車身骨架復合梁的結構輕量化設計及可靠性分析方法
    5.1 車身的一般結構形式
    5.2 高強度鋼車身結構特點分析
        5.2.1 高強鋼車身的強度與剛度的矛盾
        5.2.2 高強度鋼車身成型工藝與結構設計要求
        5.2.3 高強鋼零部件的連接
    5.3 基于波紋板加強結構的車身骨架復合梁輕量化設計
        5.3.1 典型高強度鋼車身骨架梁的結構形式與受力變形模式
        5.3.2 波紋板加強結構設計及主要特征參數(shù)與仿真建模
        5.3.3 基于波紋板加強結構的車身骨架復合梁的性能分析
    5.4 典型車身骨架梁的可靠性分析
        5.4.1 盒形骨架梁在極限載荷下的變形模式與失效研究
        5.4.2 骨架梁的焊接失效模式研究
        5.4.3 基于設計公差的骨架梁結構失穩(wěn)模式分析
    5.5 本章小結
第6章 輕量化樣車在強化路面可靠性試驗的CAE建模仿真與道路試驗驗證
    6.1 整車強化路面可靠性試驗基本要求及CAE仿真的主要難點
    6.2 基于柔性共享平臺的輕量化樣車整車動態(tài)仿真建模
        6.2.1 車身系統(tǒng)與動力傳動系統(tǒng)建模
        6.2.2 底盤系統(tǒng)建模
        6.2.3 聯(lián)合仿真結果及分析
    6.3 懸架K&C特性試驗
    6.4 強化路面可靠性試驗
    6.5 強化路面可靠性試驗數(shù)據(jù)處理與分析
    6.6 可靠性試驗結果分析及仿真結果對比
        6.6.1 靜態(tài)測試-K&C特性參數(shù)試驗與仿真的比較
        6.6.2 靜態(tài)測試-擺臂應變試驗與仿真的比較
        6.6.3 動態(tài)工況-車身系統(tǒng)關鍵參數(shù)試驗與仿真的比較
        6.6.4 動態(tài)工況-擺臂應變試驗與仿真的比較
    6.7 本章小結
總結與展望
參考文獻
附錄A 攻讀學位期間所發(fā)表的學術論文目錄
附錄B 攻讀學位期間所參加的科研項目
致謝



本文編號：3850650