轿车后悬架扭转梁性能分析与轻量化设计

【摘要】中国汽车工业近年来发展迅速，已然成为全球第一大新车市场，但自主品牌所占份额一直很低。因此提升自主品牌的技术实力和品牌形象、建设自主汽车研发平台是我国汽车产业再次腾飞的关键。本课题来源于课题组和一汽汽研合作承担的吉林省科技发展重大项目“轿车底盘零部件综合性能匹配和轻量化设计研究”，对某国产A级轿车后扭转梁悬架进行轻量化设计的同时，并探索汽车底盘关键零部件的性能分析和开发工作。文中首先在Hypermesh中建立扭转梁总成有限元模型，在Adams中根据所研究轿车数据进一步建立考虑扭转梁弹性的整车刚弹耦合多体动力学模型，模型中包括扭转梁悬架柔性体子系统及整车中其他刚性子系统。通过扭转梁总成模态试验验证有限元模型的正确性；根据国标要求，通过整车稳态回转试验及行驶平顺性试验数据验证虚拟样机模型的正确性。其次，根据整车刚弹耦合虚拟样机模型，提取四种典型工况下扭转梁总成与车身、螺旋弹簧、减振器及车轮中心连接处的载荷。分析扭转梁结构强度、刚度、模态及K&C特性。最后，对悬架扭转梁悬架轻量化优化设计。运用Optistruct对扭转梁总成进行拓扑优化分析，获得扭转梁结构合理的材料分布状况，参考拓扑优化结果，并结合实际生产情况重构扭转梁总成结构，接着导入MeshWorks中对扭转梁全参数化建模，利用Isight软件建立扭转梁多目标优化设计模型，用径向基神经网络方法建立其优化近似模型，用Multi-islandGA遗传优化算法进行了扭转梁的轻量化多目标优化计算，确定了扭转梁的轻量化设计方案，选择扭转梁质量及扭转刚度最小为目标函数，结构强度、刚度、模态为约束条件。将优化后的扭转梁与原扭转梁性能对比，在获得18.8%减重效果的同时结构性能也满足要求。因此通过本文的研究，获得了一种扭转梁结构轻量化优化设计方法。
【作者】万年；
【导师】王登峰；
【作者基本信息】吉林大学，车辆工程，2014，硕士
【关键词】扭转梁；拓扑优化；参数化建模；多目标优化；轻量化；

【参考文献】
[1]林强.网络群体性事件现状分析与对策研究[D].河北师范大学,政治学理论,2012,硕士.
[2]杨超.中国能源安全的国际多元化战略研究[D].外交学院,国际政治,2014,硕士.
[3]周芳名.丹参micoR828全长基因的克隆、表达分析及遗传转化[D].西南大学,植物学,2013,硕士.
[4]于超,樊治平.指标期望为随机变量情形的多指标决策方法[J].控制与决策.
[5]梁晟.基于语义Web的服务自动组合技术的研究[D].中国科学院研究生院（软件研究所）,2004.
[6]姚五平.补肾活血法联合PRP对股骨颈骨折愈合的临床研究[D].福建中医药大学,中医骨伤科学（专业学位）,2014,硕士.
[7]马超.应用~(60)Co-γ射线诱变技术筛选富油微藻藻株[D].哈尔滨工业大学,微生物学,2014,硕士.
[8]李大权.胃癌敏感药物序贯化疗的研究[D].广西医科大学,外科学（专业学位）,2013,硕士.
[9]林志根.商业秘密侵权及其民事司法救济探讨[D].湘潭大学,法律,2003,硕士.
[10]孟祥年.论“非市场经济”地位及我国的对策[D].安徽大学,国际贸易学,2004,硕士.
[11]陈兴才.CRM在证券经纪业务中的应用研究[D].西南财经大学,2003.
[12]杨杰频.典型全氟化合物对大型蚤和斑马鱼生态毒理影响初步研究[D].河北科技大学,环境科学与工程,2014,硕士.
[13]马光荣,杨恩艳,周敏倩.财政分权、地方保护与中国的地区专业化[J].南方经济,2010,01:15-27.
[14]刘红雪.河南省地区经济差距的实证研究[D].厦门大学,政治经济学,2014,硕士.
[15]闵敏.长株潭两型社会背景下职业教育的内涵式发展研究[D].湖南师范大学,职业技术教育学,2012,硕士.
[16]邹甜.涂鸦艺术在城市公共空间发展应用与研究[D].湖南师范大学,设计艺术学,2014,硕士.
[17]张哲姝.城市小学校园公共空间的设计生衍方向研究[D].中央美术学院,建筑学,2013,硕士.
[18]谭美丹.小儿多发性抽动症中医证候特点初步研究[D].湖南中医药大学,中医儿科学,2014,硕士.
[19]王国平.解读古典油画技法开拓绘画新思路[D].西北民族大学,美术学,2012,硕士.
[20]李亚平,王志通.近代中国内地会青海传教策略与方式[J].青海民族研究,2014,02:167-171.
[21]白玉坤.探究鼠肺缺血再灌注损伤后处理模式中最佳缺血/再灌注时间周期[D].福建中医药大学,病理学与病理生理学,2014,硕士.
[22]陆兴桃.快速公交（BRT）使用者绩效导向的评价指标体系研究[D].长安大学,交通运输规划与管理,2014,硕士.
[23]徐红曼.企业骨干在社区权力运作过程中的作用[D].吉林大学,社会学,2004,硕士.
[24]陈利红.女性主义视角下女性体育权利研究[D].湖南师范大学,体育教学（专业学位）,2014,硕士.
[25]王定成,姜斌.在线稀疏最小二乘支持向量机回归的研究[J].控制与决策,2007,02:132-137.
[26]郭兰兰.影响水流量标准装置性能的关键问题研究[D].山东大学,热能工程,2014,博士.
[27]王明哲.电能参数监测与传输系统的设计与实现[D].首都师范大学,计算机技术,2013,硕士.
[28]李艳华.基于Zigbee的温度湿度监测系统的研究[D].山东师范大学,信号与信息处理,2013,硕士.
[29]毕大强,葛宝明,王文亮,柴建云.基于钒电池储能系统的风电场并网功率控制[J].电力系统自动化,2010,13:72-78.
[30]龚华萍.高校新闻宣传工作研究[D].华南理工大学,公共管理（专业学位）,2012,硕士.
[31]孙铭.基于精益运营模式的T港口装卸成本管理研究[D].天津大学,项目管理,2013,硕士.
[32]王超.基于彩色视频图像的目标跟踪研究[D].浙江大学,2013.
[33]赫亮.基于Hi3515的数据参数及视频图像监控系统[D].广东工业大学,控制工程,2013,硕士.
[34]何龙,宋筠.双层石墨烯材料中无序导致超导-绝缘体相变的数值研究[J].物理学报,2013,05:413-419.
[35]文豪.成核改性对聚乳酸结晶及其性能的影响[D].江苏科技大学,材料学,2014,硕士.
[36]贾希富.当代中国农民政治参与影响因素分析[D].山东师范大学,中外政治制度,2013,硕士.
[37]王艳鑫.钛合金高速铣削过程振动检测[D].哈尔滨理工大学,机械制造及其自动化,2012,硕士.
[38]蔡灵莎.基于声誉机制的中小企业网络组织生命周期研究[D].沈阳理工大学,企业管理,2012,硕士.
[39]王刚,梅生伟.静态电压稳定域边界的切平面分析[J].电力系统自动化,2007,11:6-11.
[40]程万胜,冷显国,赵杰,李长乐.一种带钢表面缺陷实时检测系统的研制及应用[J].冶金自动化,2006,03:47-52.
[41]杨小军,法京怀,郑应平.一种求可观子语言的算法[J].自动化学报,1994,03:352-355.
[42]王晓明.基于多示例学习的跨场景图像自动标注研究[D].哈尔滨工业大学,计算机科学与技术,2013,硕士.
[43]杜鹏.稀土掺杂钛酸铋钠基铁电陶瓷光电性能的研究[D].宁波大学,凝聚态物理,2014,硕士.
[44]鞠志国.“团注跟踪”下肢动脉CE-MRA应用探讨[D].青岛大学,影像医学与核医学,2004,硕士.
[45]包萨仁其木格.《发展汉语》与《汉语口语速成》初级口语教材对比研究[D].内蒙古师范大学,语言学及应用语言学,2013,硕士.
[46]丁一冉.燃气吹灰装置参数化设计及其发生器内流场仿真分析[D].河北工业大学,机械工程,2013,硕士.
[47]王露晨.CBA俱乐部“三缺失”问题的研究[D].北京体育大学,体育教育训练学,2013,硕士.
[48]李永清.北京地铁基层员工培训研究[D].北京交通大学,工商管理（专业学位）,2013,硕士.
[49]岳之渊.重复书写与唐代凡人游历仙境故事类型的形成[D].西南大学,中国古代文学,2014,硕士.
[50]叶意挺.广东核电集团人力资源能力开发战略研究[D].湘潭大学,工商管理,2011,硕士.