某SRV发动机舱盖的有限元分析及结构优化

摘要

随着计算机技术和数值分析理论的发展，以有限元分析技术为代表的CAE技术在现代汽车产品设计中扮演着越来越重要的角色，几乎贯穿了汽车设计的全过程；采用有限元方法对车身及其零部件的结构力学性能进行理论分析在现代车身设计中得到广泛的应用，越来越受到人们的关注，国内外相关研究已经取得了相当大的成果。 本文在调研国内外相关研究的基础上，建立了某SRV型汽车的发动机前舱盖有限元模型，并进行了自由模态分析和频率响应分析。对实际样车进行了模态试验测试，并对理论分析与白车身试验分析的结果进行了比较分析研究，指出其结构静、动态力学性能上的不足，为优化设计提供参考。结构优化设计也是本文讨论的一个方面，本文总结了相关文献资料，提出了基于灵敏度分析方法的结构参数优化方法，具有较好的实际应用价值。文中进行了厚度/模态频率灵敏度分析，为整个白车身的灵敏度分析和结构优化奠定了基础。 本文研究基于安徽江淮汽车股份有限公司的SRV整车NVH正向设计流程及工程实施项目。在课题的进行过程中，针对遇到的一些问题进行了相关总结，如在建立有限元模型过程中，对焊点的处理，在自由模态分析过程中，相应的边界条件确定、理论计算求解方法的选择等。总之，本课题较全面地阐述了有限元分析的基本内容和理论，为汽车零部件结构的进一步优化提供了极具价值的参考。

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致谢

第一章绪论

1.1引言

1.2研究背景及意义

1.3国内外研究现状

1.3.1 CAE分析技术在汽车设计中的应用

1.3.2国内外汽车CAE分析的发展概况

1.4研究内容

1.5本章小结

第二章有限元法理论

2.1引言

2.2有限单元法基本理论

2.2.1线弹性体静力学问题

2.2.2求解的收敛条件

2.2.3有限单元分析及整体方程求解

2.3汽车设计中常用的单元

2.3.1壳体结构单元分析基本理论

2.3.2空间梁单元分析基本理论

2.4有限元分析的一般模式

2.5本章小结

第三章Hypermesh软件的介绍

3.1引言

3.2 Hypermesh软件分析的一般过程

3.2.1单元选择

3.2.2网格的划分

3.2.3材料属性参数的设定

3.2.4通用求解器的计算与结果的输出

3.3本章小结

第四章有限元模型的建立

4.1引言

4.2有限元建模的基本流程

4.3建模中关键技术问题的处理

4.3.1车身钣金件上焊点的模拟

4.3.2螺栓连接

4.3.3翻边

4.3.4孔

4.3.5加强筋的简化

4.4材料属性的定义

4.5单元选择及网格划分

4.6连接方式的模拟及有限元模型的装配

4.6.1连接方式的模拟

4.6.2模型的装配

4.7本章小结

第五章基于Hypermesh的发动机舱盖有限元分析

5.1引言

5.2发动机舱盖模态分析

5.2.1模态分析理论

5.2.2模态分析的边界条件

5.2.3模态分析计算及其结果分析

5.3发动机舱盖的频率响应分析

5.3.1频率响应分析的基本理论

5.3.2频率响应载荷和边界条件

5.3.3频率响应分析计算及其结果分析

5.3.4分析结果的验证

5.4本章小结

第六章发动机舱盖的灵敏度分析与结构优化设计

6.1引言

6.2最优化设计及灵敏度分析方法

6.2.1最优化设计方法

6.2.2基于灵敏度分析方法的结构优化设计

6.3基于Hypermesh的发动机舱盖总成灵敏度分析

6.3.1发动机舱盖部件结构参数分析

6.3.2结构改进

6.4本章小结

第七章结论与展望

7.1结论

7.2展望

参考文献

硕士期间发表的论文