概念設(shè)計(jì)階段基于P1N1植物生長(zhǎng)算法的車身梁類截面快速設(shè)計(jì)研究.pdf

1、隨著汽車行業(yè)的發(fā)展以及汽車市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的日益激烈，消費(fèi)者對(duì)汽車強(qiáng)度、剛度、安全等性能要求也日益增高，概念設(shè)計(jì)階段在整車開(kāi)發(fā)過(guò)程中有著舉足輕重的作用，在這階段進(jìn)行車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，對(duì)整車開(kāi)發(fā)成本的降低及生產(chǎn)周期的縮短起著重要的作用。由于車身的截面對(duì)汽車的剛度、強(qiáng)度、安全等性能有直接的影響，因此在概念設(shè)計(jì)階段對(duì)汽車車身關(guān)鍵截面進(jìn)行合理的有效設(shè)計(jì)，對(duì)整個(gè)車身的開(kāi)發(fā)過(guò)程有至關(guān)重要的意義。
　　本文針對(duì)在概念設(shè)計(jì)階段對(duì)車身關(guān)鍵截面進(jìn)行高效設(shè)計(jì)這一需

2、求，提出了一種基于P1N1植物生長(zhǎng)算法的截面快速優(yōu)化方法。首先，結(jié)合汽車車身關(guān)鍵截面數(shù)據(jù)庫(kù)，建立了車身骨架的梁截面簡(jiǎn)化模型并進(jìn)行了誤差對(duì)比分析。其次，通過(guò)多工況約束對(duì)車身簡(jiǎn)化模型進(jìn)行梁截面的非對(duì)稱優(yōu)化設(shè)計(jì)。最終利用P1N1植物生長(zhǎng)算法完成了對(duì)梁截面形狀和厚度同步優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)概念設(shè)計(jì)階段關(guān)鍵截面的快速設(shè)計(jì)。本文主要內(nèi)容如下:
　　(1)結(jié)合汽車車身關(guān)鍵截面數(shù)據(jù)庫(kù)，建立了車身梁?jiǎn)卧?jiǎn)化模型。在彎曲、扭轉(zhuǎn)剛度、扭轉(zhuǎn)模態(tài)工況下對(duì)建立的簡(jiǎn)化力

3、學(xué)模型與有限元模型進(jìn)行誤差對(duì)比分析，為后文詳細(xì)截面設(shè)計(jì)提供依據(jù)。
　　(2)對(duì)已建立的簡(jiǎn)化模型，設(shè)置矩形梁截面的相鄰兩邊厚度為不同的變量，對(duì)梁截面進(jìn)行了非對(duì)稱的截面參數(shù)優(yōu)化，避免了以往截面力學(xué)參數(shù)求取時(shí)將截面簡(jiǎn)化成等厚截面的主慣性積為零的不足。通過(guò)將矩形的相鄰邊厚度設(shè)為兩個(gè)變量（剩下兩條邊為固定值），以及矩形的長(zhǎng)寬，每根梁共四個(gè)參數(shù)，根據(jù)扭轉(zhuǎn)模態(tài)、彎曲剛度工況、扭轉(zhuǎn)剛度工況、正面碰撞簡(jiǎn)化工況、側(cè)面碰撞簡(jiǎn)化工況、偏置碰撞簡(jiǎn)化工況六種

4、工況進(jìn)行約束，最終求得了關(guān)鍵梁截面的力學(xué)參數(shù)的優(yōu)化值，為后面截面詳細(xì)設(shè)計(jì)做鋪墊。
　　(3)介紹了模擬植物生長(zhǎng)算法的發(fā)展進(jìn)程及應(yīng)用，通過(guò)改進(jìn)模擬植物生長(zhǎng)算法得到了適用于截面優(yōu)化的P1N1植物生長(zhǎng)算法，通過(guò)提取出截面數(shù)據(jù)庫(kù)中的截面節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)以及截面性能參數(shù)，將數(shù)據(jù)庫(kù)中梁截面的節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)作為設(shè)計(jì)變量，導(dǎo)入到P1N1植物生長(zhǎng)優(yōu)化算法中進(jìn)行優(yōu)化，從而控制梁截面的形狀及厚度。建立了基于P1N1植物生長(zhǎng)算法的相關(guān)數(shù)學(xué)模型，并編制了相應(yīng)的程序，通過(guò)