车辆工程专业论文提纲

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论文题目：车身概念设计智能CAE关键技术的研究

概念设计阶段是车身结构设计中保证结构性能的重要阶段,在概念设计阶段中所产生的设计缺陷往往不能在以后的设计中加以弥补。本文研究了一种全新的智能CAE综合分析技术,提出了“基于车身结构概念设计的智能CAE技术”方法,研究并实现了该方法中的若干关键技术。该技术可为车身有限元理论建模和结构修改更加“智能化”提供顺畅的、无缝联接的具有复杂产品知识表示和工程化数据管理功能的设计平台。同时构建了用于车身强度、刚度和低阶模态频率分析的集参数化快速建模、结构设计分析和优化为一体的“智能化”设计平台——车身结构概念设计智能CAE系统(以下简称CVD-ICAE)。论文分析了概念设计阶段车身结构设计的特点,提出了基于车身结构概念设计智能CAE技术的理论和方法,实现了面向车身结构概念设计全过程的“分析驱动设计”技术,描述了设计系统的主要结构和总体功能,介绍了采用模板的方法快速建立车身几何结构的方法;提出并实现了构建车身概念设计有限元分析模型的准则和方法,通过对于车身焊点形式和接头模拟方式的研究,构建了精细化的车身分析概念模型,使得在车身概念设计阶段预估和评价车身结构性能成为可能;结合汽车行业需求,提出并实现了基于COM组件的车身梁断面数据库,不但支持车身概念分析模型建模,而且可独立使用,用于保存以往的断面设计信息,还支持梁的断面形状优化功能,帮助设计者设计最优的断面形状;论文研究了在车身概念设计阶段接头模型的分析模型的实现方法,提出并实现了接头的参数化定义和智能化预估的具体方法,提高了车身结构概念设计分析模型的计算精度。建立了车身接头实例库模块,用于车身结构概念设计系统中的接头设计和分析;在CVD-ICAE系统中研究实现了基于车身刚度和模态工况的多目标优化算法,开发了相应的软件模块;论文最后通过某具体车身的详细分析模型和CVD-ICAE系统的概念分析模型的计算结果对比,验证了CVD-ICAE的正确性和有效性。

摘要4-5

ABSTRACT5-9

第一章绪论9-19

1.1车身结构设计分析的发展状况9-12

1.2现代车身结构设计方法12-15

1.2.1串行的车身结构设计流程13-14

1.2.2并行的车身结构设计流程14-15

1.3车身结构设计中概念设计阶段的智能CAE技术15-17

1.4本文主要研究内容17-19

第二章车身概念设计智能CAE系统—CVD-ICAE19-33

2.1CVD-ICAE系统的功能特点19

2.2CVD-ICAE系统结构19-22

2.3车身概念结构几何模型的参数化建模22-28

2.3.1车身模板的定义22-23

2.3.2车身模板的生成23-26

2.3.3车身设计过程参数关联机制26-27

2.3.4车身外形的调整方式27-28

2.4车身结构概念设计有限元模型建立28-30

2.4.1车身概念设计有限元模型特点28

2.4.2车身概念结构刚度有限元分析模型的建立28-30

2.5车身概念结构分析理论和方法30-32

2.5.1刚度分析30-31

2.5.2车身低阶模态分析31

2.5.3CVD-ICAE中分析模型计算31-32

2.6本章小结32-33

第三章车身断面库管理系统的研究与实现33-43

3.1车身断面库的功能33-35

3.2车身断面库的实现35-42

3.2.1梁断面的简化35

3.2.2梁断面数据的存储35-36

3.2.3断面参数的计算36-39

3.2.4断面形状优化39-42

3.3本章小结42-43

第四章车身分析模型中焊点模拟形式的研究43-51

4.1研究目的及内容43

4.2焊点单元的定义形式43-44

4.3典型梁结构模型的建立44-45

4.4结果统计45-48

4.5详细模型检验48-49

4.6研究结论49-50

4.7本章小结50-51

第五章车身接头概念模型精细模拟技术的研究51-77

5.1接头概念模型的建立与模拟52-61

5.1.1接头概述52-53

5.1.2车身接头概念模型的确定53-56

5.1.3接头概念模型的模拟56-61

5.2概念设计阶段的接头参数化61-69

5.2.1接头单元参数的选择与确定62-64

5.2.2接头分支各类刚度的描述64-65

5.2.3采用BP神经网络算法求解接头单元的刚度65-69

5.3不同接头对车身结构影响的研究69-74

5.3.1不同的接头对详细车身模型刚度的影响69-70

5.3.2不同接头对于车身概念模型影响计算70-73

5.3.3接头对概念车身模态的影响分析73-74

5.4建立车身接头数据库系统74-75

5.5本章小结75-77

第六章车身概念结构优化技术的研究77-87

6.1车身结构优化理论77-79

6.1.1灵敏度分析77

6.1.2车身结构优化分析一般方法77-79

6.2CVD-ICAE系统的多目标优化模块设计79-86

6.2.1多目标优化算法79-80

6.2.2车身多目标优化模块设计80-82

6.2.3优化实例82-86

6.3本章小结86-87

第七章车身概念设计分析模型的验证87-98

7.1RA车身概念结构几何模型的建立87-90

7.2RA有限元分析模型的建立90-92

7.2.1RA的刚度测量实验90-91

7.2.2RA有限元模型工况建立91-92

7.3RA-C有限元分析模型的建立92-94

7.4RA-C有限元分析模型计算结果94-97

7.5数据对标97-98

结论98-100

致谢100-101

参考文献101-105