改进的等效静态载荷法及其在汽车结构碰撞拓扑优化中的应用研究

发布时间：2024-04-13 14:32

　　随着汽车保有量的不断攀升,节能和安全已经成为汽车发展所面临的重大挑战,而汽车轻量化技术及其结构耐撞性设计也成为目前应对挑战的重要技术手段。考虑到汽车轻量化设计与结构耐撞性之间的矛盾和竞争关系,国内外学者与研究机构普遍希望将结构碰撞拓扑优化方法应用于汽车产品开发与概念设计中,以期在实现汽车结构轻量化设计目标的同时满足碰撞安全性要求。然而,汽车结构碰撞拓扑优化属于典型的结构非线性动力学响应拓扑优化问题,是最复杂的优化问题之一,现阶段尚没有形成一种公认有效的优化方法。基于等效静态载荷的结构优化方法能够充分利用线性拓扑优化理论的高效率优势和现有成熟商业软件的计算优势,得到了广泛的研究和应用。然而,该方法在解决结构大变形碰撞拓扑优化问题时同样存在计算效率和数值稳定性等亟待解决的问题,影响其进一步发展和深入技术应用。本文针对基于等效静态载荷的结构优化法在解决结构碰撞拓扑优化问题时存在的计算成本高、优化效率低和数值不稳定等问题,提出相应的解决措施及改进方法,并通过简单结构设计实例验证了改进方法的优越性。在此基础上,将所提出的方法推广应用到某纯电动汽车前端系统正面碰撞工况下的关键结构拓扑优化设计中,建...

【文章页数】：153 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.12010～2018年中国和全球汽车产销量统计图

吉林大学博士学位论文2表1.12010~2018年全球和中国汽车产销量与保有量统计表年份201020112012201320142015201620172018产量（万辆）中国1826.741841.891927.182211.682372.292450.332811.87290....

图图1.3全球二氧化碳排放组成及占

吉林大学博士学位论文2表1.12010~2018年全球和中国汽车产销量与保有量统计表年份201020112012201320142015201620172018产量（万辆）中国1826.741841.891927.182211.682372.292450.332811.87290....

图1.4汽车轻量化与汽车性能之间的关系

第1章绪论3人们对道路交通安全的广泛关注[4]。因此，道路交通安全已经成为当今社会面临的最大公共卫生问题之一，迫使世界各国通过立法强制要求汽车企业提升汽车安全性。其次，汽车保有量的不断增长加剧了我国日益严峻的能源危机。目前我国已经成为世界第二大石油消费国，而我国已经探明的石油储量....

图1.5汽车轻量化的三种方法

第1章绪论3人们对道路交通安全的广泛关注[4]。因此，道路交通安全已经成为当今社会面临的最大公共卫生问题之一，迫使世界各国通过立法强制要求汽车企业提升汽车安全性。其次，汽车保有量的不断增长加剧了我国日益严峻的能源危机。目前我国已经成为世界第二大石油消费国，而我国已经探明的石油储量....

本文编号：3953187