轿车车身结构抗侧面碰撞要求的分析

分析了交通事故中侧面碰撞对车内人员伤害的严重性,针对侧面碰撞标准的要求,对如何满足侧面碰撞情况下的安全性能提出了一些建设性的建议,指出合理地设计乘员舱可以最大限度预防侧面碰撞事故中对乘员的伤害和起有效的保护作用,并就乘员舱设计中车身结构、车门、内饰、座椅等具体结构问题作了一些探讨．     

某装备车门橡胶密封条密封性敏度分析及改良设计

车门密封条的几何构型对于车门密封性起到决定性作用。本文针对某车辆装备驾驶门密封结构特点,开展了密封条几何设计参数对密封性影响的研究。首先选取驾驶门密封条软橡胶截面参数作为设计变量进行了敏度分析,建立接触压力与几何截面参数之间的关系,然后基于分析结果综合考虑,对密封条构型进行几何构型改良设计,给出了满足工程要求的设计方案。本文的分析和设计结果,为密封条产品设计提供了参考依据,可为后续研发人员研发车门密封系统提供帮助。     

基于光滑策略的复合材料车身结构动力特性分析

复合材料在汽车车身轻量化结构设计中的应用受到了越来越多的关注,为了进一步改善和提高车身复合材料零部件结构动力特性分析中的数值精度等工程问题,本研究采用光滑策略重新构造层合三角形壳元并将其应用于车身复合材料零部件的动力特性分析中.该构造策略通过离散剪切间隙来消除剪切自锁,采用梯度光滑策略来合理调整车身复合材料结构的系统刚度矩阵,有效避免了过硬现象.通过光滑策略所构造的层合壳元分析了车身复合材料构件的动力特性,并与有限元商业软件计算结果进行了精度对比.研究结果表明,无论复合材料各层之间是正交或斜交情况,本研究所实施的光滑策略都能使车身复合材料零部件的模态计算结果精度得到一定的提高.     

基于单位质量刚度的白车身轻量化研究

在白车身早期设计中,可通过优化各零部件的厚度和形状,达到汽车轻量化的目的．作为白车身重要的性能指标,弯曲刚度、扭转刚度、一阶弯曲模态、一阶扭转模态通常作为早期设计的优化目标,然而这些性能不能量化变量对轻量化的影响,通过将这些性能指标与质量有机结合,提出了可以综合考虑车身各项性能的单位质量刚度（白车身单位质量上的刚度）概念,以用于量化白车身轻量化的程度．将这些单位质量刚度作为目标值,进行灵敏度分析,通过量化各变量对轻量化的影响,选出有利于轻量化的变量,并基于NSGA—II算法,对白车身轻量化进行多目标优化．     

某轿车车门轻量化与疲劳寿命多目标综合优化

为了提高某轿车车门的综合性能,对车门总成进行轻量化和疲劳寿命的多目标综合优化设计。首先建立并试验验证车身及车门总成有限元模型,基于模型分析车门总成装备件质量、结构尺寸、刚度和安装位置等8项参数对车门疲劳寿命的影响;然后,以这8项参数作为优化设计变量建立车门总成多目标综合优化参数模型,以车门总成质量和疲劳寿命为优化目标,以车门框刚度为约束条件,应用多目标粒子群优化算法对车门总成进行综合优化计算,得到Pareto最优解集,依据工程实际选取1组最优解,并依此进行样件试验以验证优化方法的有效性。研究结果表明:在保证车门总成刚度和提高疲劳寿命的同时,车门总成质量减少2.44 kg,说明优化方法是有效的。     

基于鼓形面的车门玻璃及导轨设计

提出一种以鼓形面拟合双曲面车门玻璃的方法,利用线元几何构造运动方程并结合K-Local-RANSAC算法从车身点云拟合鼓形面.根据鼓形线原理,由比例函数的方法得到玻璃导轨曲线,同时进行运动偏差分析,最大运动偏差小于0.6mm,完全达到工程设计要求,说明鼓形面玻璃的拟合方法及升降导轨的设计正确、合理.     

工程机械零件的可靠性优化设计

通过对机械产品可靠性的评价,分析了传统设计方法与可靠性设计方法在设计思想、设计原理上的区别.运用可靠性理论与最优化设计技术,提出了机械零部件的可靠性优化设计方法.在满足可靠度约束及结构几何约束的条件下,以体积最小作为优化目标函数进行可靠性优化设计,得到了比常规设计更为合理的设计结果.     

基于系统的轿车车门下沉刚度分析及结构优化

针对轿车车门下沉的问题,以轿车车门为研究对象,建立了车门下沉刚度的有限元模型,对轿车车门下沉刚度的各影响因素进行了分析并优化.就车门在不同的边界条件下,系统地分析了螺栓简化方式、螺栓预紧力大小、铰链、车门钣金及车身钣金对车门下沉刚度的影响,根据实验数据和分析结果给出了改善车门下沉刚度的最佳设计参数.     

基于遗传算法的多星调度方法

多星调度是一类约束条件众多且复杂的调度问题,除了要考虑时间窗、过渡时间等约束外,还需要考虑任务的时效性约束和能量消耗约束。为此,文章建立了相应的数学模型,并设计了基于圈次进行交叉、变异的遗传算法;通过STK生成测试数据,并与蚁群算法结果对比,说明该方法能有效解决多星调度问题。     

几何约束问题求解的方向可选指数进制步长优化算法

针对参数化设计中的复杂几何约束求解问题,提出1种可选指数进制变步长数值求解优化算法.在给定的优化目标下,采用指数进制变步长,对每个设计参数变量进行"前进、后退、保持一步"的方向选择式试探判断,即算法每迭代循环1次,误差以指数方式进行递减,变量则逐渐逼近先前设定的参数目标.利用该优化算法,求解相切圆填充和正二十面体优化2个经典的几何优化问题.研究结果表明:该算法稳定性强,收敛速度快,求解精度高并对初始值不敏感;该算法能够求解多变量复杂参数化设计问题,并不受优化变量个数的影响;利用方向可选指数变进制变步长优化算法能有效解决二维和三维空间内的参数化几何约束优化问题.     

面向产品族设计的模块规划

基于零部件分析法,提出了面向产品族设计的模块规划准则:①将个性化部件分离出来,使产品差异点后移;②将未来易于变化的零部件与其他零部件相分离,从而改善模块整体的通用性和稳定性;③力争模块的功能独立性,并使模块之间的物理关联和几何关联最小.给出了各规划准则的量化计算方法和模块规划的目标函数,并以基于整数编码的遗传算法对模块规划问题进行求解.实例研究表明,所提出的模块规划方法能够高效地给出合理的结果.     

基于约束线路群的铁路枢纽数字化关联选线方法

针对枢纽区域线路种类和数目繁多、线路间约束关系复杂的特点,提出一种关联选线设计方法.首先,分析并总结线路间各种参照关系,建立线路参照关系矩阵和交点信息矩阵,基于两矩阵构建复合参照线型模型;然后,将线路间的约束关系分为引出、接入、参照、最小线间距和交叉约束,并给出相应的表达式;在此基础上,设计线路关联图的数据结构,将各线路的几何属性及相互间的约束关系集成为整体,从而建立枢纽约束线路群,并研制枢纽约束线路群的构建与关联选线的实现算法;最后,基于上述方法,开发枢纽选线系统,并在多个铁路枢纽选线中应用.研究结果表明:枢纽中各线路均可贯通设计,几何线位里程及约束关系可自动实时动态解算,显著提高工效.     

基于误差敏感度的纳米机床综合误差优化

如何确定各项几何误差对机床综合误差的影响程度,从而合理地优化机床零部件的几何精度是机床设计过程中面临的一个难题.以一台三轴纳米机床为例,运用多体系统理论方法构建机床几何误差传递模型,并在此基础上提出了正交试验的误差敏感度分析方法,对纳米机床的几何误差进行了敏感度计算.以敏感度大小作为误差优化依据,制定了几何误差优化措施.计算和分析结果表明,对敏感度较大的几何误差进行优化,可以有效提高运动轴精度,从而为合理提高机床精度提供重要的理论依据.     

基于面片模型的人机交互装配关键技术研究

针对现有的虚拟装配系统大部分是基于实体模型,其计算量大、渲染慢、装配速度慢并且难以处理来自不同CAD系统模型的问题,提出了基于面片模型的人机交互快速装配方法.利用面片所包含的几何信息通过边界表示法重构零部件装配所需的几何信息和空间位姿信息,给出了基于面片模型的装配约束定义.通过人机交互技术将复杂的约束组分解为多个单约束进行求解,实现了约束的快速、准确的求解;按照旋转矩阵和平移矩阵对零部件的空间位姿进行变化,实现装配;最后基于HOOPS三维图形数据平台开发了虚拟装配系统.实践证明,该方法可以有效地减少计算量、提高装配速度、实现协同装配.     

受内部空间约束的车身气动优化

把分步遗传算法和以车辆人机工程学为基础设计的车身内部空间约束算子相结合,对车身进行受内部空间约束的气动优化,得到满足不同结构和尺寸的空间约束的三维无轮优化车身.优化车身的气动阻力系数CD值在0.070~0.090之间,气动性能较优.其中一款CD值为0.073的凸头车型优化车身和一款CD值为0.086的凹头车型优化车身可以满足由长前舱、大乘员舱和高后舱构成的内部空间约束条件的要求.内部空间约束的尺寸越小,结构越简单,优化结果越佳.造型越复杂的车身受到空间约束的影响越显著.     

轿车车门断面设计的原则和方法

介绍了轿车车门断面设计的基本方法,探讨了控制断面的作用和设置原则．结合车门间隙、车门密封、车门运动校核及车门结构件连接等具体设计过程,分析了车门断面设计中需要考虑的控制要素,阐述了轿车车门断面设计的基本思路和程序．     

机械压力机参数化设计的研究

本论文对机械压力机进行参数化设计：对压力机零件级设计以尺寸驱动与程序驱动结合的指导思路，其中对标准件主要通过工程约束确定其型号，对非标准件提取其技术参数和尺寸参数，通过工程约束和几何约束相结合的方法确定其具体尺寸，并且建立其模型；对部件级设计以“自底向上”为主，“自顶向下”为辅的指导思路，自底向上主要通过数据库来传递关联的参数来实现，而自顶向下主要通过添加方程式驱动实现。     

纯电动汽车车身多目标拓扑优化设计

为解决纯电动汽车车身设计中仍沿用传统车身,未同时考虑碰撞相容性和正面碰撞安全性的问题,基于混合元胞自动机拓扑优化方法,以在约束条件下吸收碰撞能量最大化为优化目标,对车身结构进行多工况概念设计,从而确定出合理的电动汽车车身布局,设计出了一种满足正面碰撞安全性与碰撞相容性的车身头部结构.结合拓扑优化结果进行有限元模型验证与厚度分析,结果表明:2~3mm的汽车头部厚度可在满足正面碰撞安全性条件下平衡碰撞过程中车体结构的纵向错位,保证碰撞力的均匀分布,实现车身轻量化.     

基于区域层次法的轿车总装配序列规划

为了能够建立零部件的装配序列实现复杂产品面向生产系统的总装配工艺规划,根据现代轿车的结构形式和装配作业特点,提出了区域层次法建立整车装配模型。论述了区域层次的划分原则和方法,引入产品空间结构和功能系统约束,得到包含多属性子集的单调序列集合。该方法有效地避免了规划中组合爆炸问题的出现,在兼顾多种约束条件的同时,提高了规划过程的质量和效率。用开发出的软件原型系统,以车门装配为对象进行了装配序列规划的实例验证。     

带工程约束且可剔除错误点船体分段点集匹配方法

为了有效提高船体分段测量点集与理论点集的精准匹配技术,提出了一种自动剔除错误点且考虑工程约束的船体分段点集匹配方法.该方法分为粗匹配与精匹配两步,粗匹配采用改进的随机抽样一致性算法实现了快速剔除错误点,同时基于奇异值分解法确定了刚性变换矩阵,获得了较准确的匹配初值;精匹配利用层次分析法自动获得了工程约束权值,采用权值向量将工程约束引入多目标函数中,通过求解多目标模型获得匹配结果.实例表明,该方法可快速自动剔除错误点,在考虑工程约束的条件下获得较精确的合理结果,为船体分段后续的搭载提供了依据.