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新型功能梯度变截面双六边形吸能盒耐撞性多目标优化设计
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作者 熊锋 曾书朋 +3 位作者 王占飞 张帅 王登峰 徐红玉 《振动与冲击》 北大核心 2025年第11期50-60,69,共12页
为协同提升车身耐撞安全性与轻量化水平,设计并提出一种新型功能梯度变截面双六边形吸能盒,提取其下端形状规则子结构——功能梯度变截面双六边形管(functionally-graded variable section double-hexagonal tube,FS-DHT)为对象并进行... 为协同提升车身耐撞安全性与轻量化水平,设计并提出一种新型功能梯度变截面双六边形吸能盒,提取其下端形状规则子结构——功能梯度变截面双六边形管(functionally-graded variable section double-hexagonal tube,FS-DHT)为对象并进行了参数化几何建模;建立了FS-DHT轴向压溃有限元模型并进行了试验验证;比较研究了FS-DHT与传统双六边形直管(straight DHT,S-DHT)、双六边形锥管(conical DHT,C-DHT)轴向压溃耐撞吸能特性优劣;探究了FS-DHT管壁厚、内/外六边形管上、下端面外接圆半径差及梯度指数对其轴向压溃耐撞吸能特性作用规律;结合最优拉丁超立方采样、响应面代理模型和第二代非支配排序遗传算法对FS-DHT进行了耐撞性多目标优化设计及验证,并进一步建立了“保险杠-吸能盒”总成轴向压溃有限元模型并验证了FS-DHT优化前后对集成其结构的功能梯度变截面双六边形吸能盒耐撞性提升效果。结果表明,FS-DHT优化后其比吸能提升了21.61%且初始峰值压溃力降低了13.40%,同时促成功能梯度变截面双六边形吸能盒吸能量提升了17.14%且保险杠处对应初始峰值压溃力降低了6.46%,取得了良好的耐撞性多目标协同优化效果,为协同提升车身耐撞性与轻量化水平提供了一种行之有效的新结构与新思路。 展开更多
关键词 功能梯度 变截面 双六边形吸能盒 耐撞性 多目标优化
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基于GB 13057-2023的某轻型客车座椅及车辆固定件研究与开发
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作者 袁刘凯 陈桂均 +3 位作者 麻方玉 王陶 戚海玲 张遵智 《农业装备与车辆工程》 2025年第2期31-36,151,共7页
为了满足GB 13057-2023《客车座椅及其车辆固定件的强度》的要求,建立了强度和乘员伤害的有限元模型,结合试验结果对座椅靠背的聚氨酯泡沫参数进行修正。通过优化布置方式、座椅安装孔距、导轨断面结构,确定了座椅总体固定结构方案。对... 为了满足GB 13057-2023《客车座椅及其车辆固定件的强度》的要求,建立了强度和乘员伤害的有限元模型,结合试验结果对座椅靠背的聚氨酯泡沫参数进行修正。通过优化布置方式、座椅安装孔距、导轨断面结构,确定了座椅总体固定结构方案。对假人头部伤害进行评估,通过不同方案的研究分析,获取了影响假人头部伤害的关键参数,其中头部撞击区域存在泡沫固定钢丝,头部损伤值增加64.6%,增加车身的刚度,刚性车身相比柔性车身假人头部损伤值增加14%。最后,研究了二阶段动态车辆固定件强度和静态试验强度的关系,椅腿和侧挂的变形角动态强度为静态强度的2.53~2.86倍,其放大倍数和车身和座椅的刚性存在关系。 展开更多
关键词 客车座椅 头部伤害 车辆固定件强度
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四轴车辆电液转向系统操纵稳定性研究
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作者 王爱红 孙浩然 +3 位作者 周继红 高有山 吕世宁 余文棋 《中国工程机械学报》 北大核心 2025年第3期465-469,共5页
设计了一种电液转向系统,用于解决多轴车辆在工作过程中转向稳定性差等问题。首先建立了2自由度四轴数学模型,并通过在Trucksim中设置车辆模型验证了数学模型的正确性。建立了驾驶员预瞄模型,以模拟真实驾驶员环境,并基于理想横摆角速... 设计了一种电液转向系统,用于解决多轴车辆在工作过程中转向稳定性差等问题。首先建立了2自由度四轴数学模型,并通过在Trucksim中设置车辆模型验证了数学模型的正确性。建立了驾驶员预瞄模型,以模拟真实驾驶员环境,并基于理想横摆角速度和理想质心侧偏角设计了滑模控制器,基于静液传动原理设计了电液转向系统。通过联合仿真,在常用的高速双前桥转向模式下以双移线工况验证了该转向系统,同时在全轮逆向位转向模式下进行了方向盘角阶跃输入验证。仿真结果显示:设计的电液转向系统相比双回路液压转向系统,能使车辆最小转向半径减小21%,有效提升了车辆的操纵稳定性。 展开更多
关键词 四轴车辆 电液转向 滑模控制 操纵稳定性
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基于SNGR方法的车辆后视镜气动噪声快速预测及验证
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作者 王大宇 王习昌 +1 位作者 孙浩然 王爱红 《中国工程机械学报》 北大核心 2025年第2期259-263,共5页
为实现车辆后视镜区域气动噪声的快速预测,采用一种随机噪声产生和传播(SNGR)。不同于一般气动噪声模拟方法,该方法基于雷诺平均纳维-斯托克斯(RANS)方程求解定常流场,通过速度随机模型重构声源项,最后采用有限插分法求解声类比方程,大... 为实现车辆后视镜区域气动噪声的快速预测,采用一种随机噪声产生和传播(SNGR)。不同于一般气动噪声模拟方法,该方法基于雷诺平均纳维-斯托克斯(RANS)方程求解定常流场,通过速度随机模型重构声源项,最后采用有限插分法求解声类比方程,大大缩短气动噪声模拟的计算周期。根据实车数据建立风洞模型,以速度120 km/h为模拟工况,在相同条件下,分别采用SNGR方法和以大涡模拟为流场计算模型的一般非定常方法进行模拟。结果表明,SNGR方法的计算时间大大缩短,且计算结果在500~5000 Hz频段内具有一致性,证明了该方法的高效性。在此基础上,对后视镜区域流场结果进行分析,根据气动噪声的产生原理,对汽车后视镜造型进行优化。将优化前后的后视镜分别装在整车上进行风洞实验,通过对比后视镜优化前后的声压级降低量验证SNGR方法计算结果的准确性,该方法模拟与实验误差在4%~5%之间,证明了该方法可用于车辆后视镜气动噪声性能的优化阶段。 展开更多
关键词 气动噪声 SNGR方法 后视镜 风洞实验
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基于帽型梁冲击零件加工对材料性能影响分析
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作者 夏明 李燕 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第2期285-288,共4页
汽车零件的冲压过程,对金属薄板材料的力学性能产生较大的影响,这将影响碰撞分析的可靠性,采用预拉伸进行研究。选取车身吸能盒常用材料低合金高强钢340LA进行研究,基于静态拉伸测试,获取0、5、10、15%预应变后,材料力学性能和加工硬化... 汽车零件的冲压过程,对金属薄板材料的力学性能产生较大的影响,这将影响碰撞分析的可靠性,采用预拉伸进行研究。选取车身吸能盒常用材料低合金高强钢340LA进行研究,基于静态拉伸测试,获取0、5、10、15%预应变后,材料力学性能和加工硬化的变化,获取变化规律;根据Hollomon和Swift方程,提取材料加工硬化影响的关键参数,并将此因素拟合加入材料碰撞力学性能的Cowper-Symonds模型;基于帽型梁冲击试验测试,采用实测和仿真分析的方法,对比考虑加工硬化与否的材料模型仿真分析结果与试验结果的误差,验证前述模型的准确性。结果可知:加工硬化对材料强度、延伸率影响较大,碰撞分析时,不能忽略;强塑积则随着预应变率的增大而增大,整体强塑性性能增大;在不同预应变的影响下瞬时加工硬化n值有着明显的变化;未考虑加工硬化时,平均力误差超过了8%;考虑加工硬化的分析结果,各个关键参数的误差小于2.5%,表明此种模型更符合实际情况;考虑加工硬化的载荷比为0.58,与实际结果基本一致,很好的体现了材料在整个承载过程中的波动情况,分析结果更接近于实际情况。分析模型和结果为此类研究提供参考。 展开更多
关键词 汽车零件 加工硬化 预拉伸 帽型梁 落锤冲击 模型
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基于轻量化的农用电动车车身骨架拓扑优化
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作者 付建蓉 胡可欣 王青春 《农业技术与装备》 2025年第4期14-19,共6页
以一款拟降10%自重的农用电动车车身骨架为研究对象,利用单工况和多工况协同拓扑优化方法对其轻量化设计。对原始车身骨架有限元模型进行转向、制动和跌落3种工况的静力学分析,判定原车身骨架是否满足强度设计要求;基于车身骨架结构和... 以一款拟降10%自重的农用电动车车身骨架为研究对象,利用单工况和多工况协同拓扑优化方法对其轻量化设计。对原始车身骨架有限元模型进行转向、制动和跌落3种工况的静力学分析,判定原车身骨架是否满足强度设计要求;基于车身骨架结构和车载附件布局,构建车身骨架拓扑优化模型,利用单工况和多工况协同拓扑优化方法,得到车身骨架材料分布结果,并根据拓扑优化结果和车身骨架原有结构形状,重构车身骨架;对重构的车身骨架进行同样的3种工况有限元分析。优化后,车身骨架质量下降了13.55%,对应最大应力值和最大变形量虽稍有增加,但仍然在材料许用范围内,实现了轻量化目标。 展开更多
关键词 电动汽车 轻量化 车身骨架 有限元分析 拓扑优化
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商用车驾驶室悬置隔振性能研究
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作者 石振东 龚志傲 +1 位作者 郝琪 岳斯坦 《中国工程机械学报》 北大核心 2025年第1期55-60,共6页
为研究商用车驾驶室悬置系统的隔振性能,以某型纯电动汽车为研究对象进行整车道路试验。计算悬置系统的传递率,用频谱分析法分析车内响应点的振动峰值,通过偏相干法研究车内峰值振动产生的主要贡献路径。分析得出,驾驶室悬置X、Y两个方... 为研究商用车驾驶室悬置系统的隔振性能,以某型纯电动汽车为研究对象进行整车道路试验。计算悬置系统的传递率,用频谱分析法分析车内响应点的振动峰值,通过偏相干法研究车内峰值振动产生的主要贡献路径。分析得出,驾驶室悬置X、Y两个方向的隔振性能较差,Z方向稍好但都没达到隔振要求;车内低频段的峰值振动频率主要通过后悬置传递至车内。研究表明:将计算悬置元件传递率与偏相干法分析车内的振动响应相结合,对全面分析悬置系统隔振性能是有效可行的。 展开更多
关键词 驾驶室悬置 传递率 频谱分析 偏相干法
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低地板电动客车车顶结构多目标优化 被引量:1
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作者 张步云 邹康 王勇 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第3期226-230,236,共6页
低地板电动客车常采用电池组置于车顶的布置方式,这使得车辆重心升高而影响其安全性。在保证车顶力学性能需求前提下,进行多目标结构轻量化设计是解决该问题的有效方案之一。首先,针对低地板电动客车承载式车身特点,对车顶参数化模型进... 低地板电动客车常采用电池组置于车顶的布置方式,这使得车辆重心升高而影响其安全性。在保证车顶力学性能需求前提下,进行多目标结构轻量化设计是解决该问题的有效方案之一。首先,针对低地板电动客车承载式车身特点,对车顶参数化模型进行刚、强度分析和模态分析;继而通过灵敏度分析筛选出7组对质量和刚度影响较大的设计变量;根据拉丁超立方试验设计得到的仿真结果数据,利用径向基(RBF)神经网络建立近似模型,以车顶质量最小、载荷作用下位移最小为目标,采用NSGA-III算法进行多目标优化,并对比分析前后模型的结构性能。优化结果表明:在不改变材料的前提下,车顶实现减重11.32kg,降低超过1.5%,而力学性能变化在1%左右。这里研究可为特殊种类电动车辆轻量化结构设计提供参考。 展开更多
关键词 多目标优化 RBF径向基神经网络 NSGA-III优化算法 结构轻量化设计 灵敏度分析 有限元分析
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汽车车身钣金件点焊连接界面特性与建模 被引量:22
9
作者 孙凌玉 朱壮瑞 +2 位作者 陈南 孙庆鸿 张丙军 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2000年第1期70-72,69,共4页
本文分别选用四种类型单元建立车身钣金件点焊模型,并将数值解与试验模态分析结果对比,评价各方法之优劣,提出了由大量点焊连接的车身结构建模新方法。实践证明该法是有效的。
关键词 车身 点焊 模拟态试验 汽车 钣金件 连接界面
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汽车座椅强度及碰撞仿真分析 被引量:30
10
作者 徐中明 郝炜雅 +1 位作者 张志飞 晋杰 《重庆大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期512-515,共4页
应用Hypermesh软件构建某国产微型车座椅骨架的有限元模型,根据GB 15083—1994《汽车座椅系统强度要求及试验方法》的有关规定对座椅靠背进行强度及碰撞仿真分析,利用Nastran计算静强度,用Ls_dyna计算碰撞冲击强度,找出该座椅靠背的应... 应用Hypermesh软件构建某国产微型车座椅骨架的有限元模型,根据GB 15083—1994《汽车座椅系统强度要求及试验方法》的有关规定对座椅靠背进行强度及碰撞仿真分析,利用Nastran计算静强度,用Ls_dyna计算碰撞冲击强度,找出该座椅靠背的应力集中位置。经过分析表明座椅靠背在受到静载荷及外来冲击力时,应力分布较均匀,最大应力处属局部应力集中,最大变形位置对座椅的安全性影响不大。 展开更多
关键词 汽车 座椅 有限元 强度 碰撞
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汽车座椅舒适性的主观和客观评价研究 被引量:56
11
作者 王正华 喻凡 庄德军 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2006年第9期817-819,共3页
在对座椅机械结构及人体脊骨生理结构分析的基础上,从主观和客观两方面针对腰托对汽车座椅舒适性影响进行了理论和试验研究。研究表明腰托装置的设计及安装对人体的体压分布有显著影响,设计合理的腰托装置可明显改善汽车座椅的舒适性。
关键词 汽车座椅 腰托 舒适性 主观和客观评价
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承受冲击时汽车座椅结构安全性研究 被引量:26
12
作者 林逸 姚为民 孙丹丹 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期18-21,26,共5页
研究在承受冲击时,汽车座椅结构的动态特性对座椅安全性的影响.应用显式有限元方法和PAM-CRASH软件构建了国产某轿车驾驶员座椅骨架总成、座椅头枕骨架及头枕软垫有限元模型,并根据GB11550—1995的有关规定对座椅结构进行了仿真分析.研... 研究在承受冲击时,汽车座椅结构的动态特性对座椅安全性的影响.应用显式有限元方法和PAM-CRASH软件构建了国产某轿车驾驶员座椅骨架总成、座椅头枕骨架及头枕软垫有限元模型,并根据GB11550—1995的有关规定对座椅结构进行了仿真分析.研究结果表明,座椅头枕在承受冲击时,其软垫材料的软硬程度以及座椅靠背刚度对作用在假头型上的加速度有直接影响. 展开更多
关键词 冲击 汽车座椅 结构安全性 PAM-CRASH软件
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基于知识的汽车驾驶员座椅布置系统 被引量:14
13
作者 任金东 葛安林 黄金陵 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2003年第3期275-278,286,共5页
在对多种驾驶员座椅布置方法进行分析的基础上 ,提出了在汽车布置设计过程中更为实用的布置方法 。
关键词 汽车 驾驶员 座椅布置系统 SAE适意线法 CATIA 知识 区域法 加速踏板 座椅高度 车型 H点分布域 人体模型 舒适性
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汽车辅助驾驶系统上位控制方法研究 被引量:9
14
作者 高锋 李克强 +2 位作者 候德藻 郑四发 连小珉 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2003年第1期70-73,共4页
在建立两辆汽车组成的动力学系统模型基础上 ,应用线性二次型最优理论及时间 -能量最优理论研究了汽车辅助驾驶系统上位控制方法。针对现有方法存在的问题 ,将LQ法及时间 -能量最优法相结合 ,提出了一种改进的上位系统控制方法。理论分... 在建立两辆汽车组成的动力学系统模型基础上 ,应用线性二次型最优理论及时间 -能量最优理论研究了汽车辅助驾驶系统上位控制方法。针对现有方法存在的问题 ,将LQ法及时间 -能量最优法相结合 ,提出了一种改进的上位系统控制方法。理论分析及仿真试验结果表明 ,新的控制方法在满足安全性和舒适性要求的同时 。 展开更多
关键词 辅助驾驶系统 控制方法 汽车 安全距离 上位系统
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全参数化概念车身协同开发与快速化结构设计研究 被引量:10
15
作者 宋凯 段利斌 +1 位作者 陈涛 成艾国 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期842-847,共6页
针对汽车开发的概念设计阶段传统方法设计周期长、方案优化过程慢的问题,提出全参数化概念车身协同开发设计流程和快速化结构设计技术。建立了某公司系列车型参数化模型数据库;利用模块化建模技术,快速建立了某车型全参数化概念车身模型... 针对汽车开发的概念设计阶段传统方法设计周期长、方案优化过程慢的问题,提出全参数化概念车身协同开发设计流程和快速化结构设计技术。建立了某公司系列车型参数化模型数据库;利用模块化建模技术,快速建立了某车型全参数化概念车身模型,并论证了该模型的计算精度满足工程实际要求。以某新车型白车身开发为例,论证了全参数化概念车身协同开发设计流程的高效性和快速化结构设计技术指导概念车身开发设计的可行性。 展开更多
关键词 全参数化概念车身 协同开发 模块化建模 形状和尺寸优化 多目标优化
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汽车车身燃烧残留痕迹特征的研究 被引量:15
16
作者 陈克 刘振刚 +4 位作者 邓松华 王世菊 耿惠民 陈迎春 张德胜 《消防科学与技术》 CAS 2007年第1期101-103,共3页
汽车发生火灾后,车身面板受到火焰作用形成明显的燃烧痕迹。对车身面板进行了火焰作用模拟试验,通过热分析(TG/DTA)、宏观形貌和微观形貌(SEM)等分析方法对车身燃烧残留痕迹的形成机理及其变化规律进行研究,提出了关于车身火灾燃烧残留... 汽车发生火灾后,车身面板受到火焰作用形成明显的燃烧痕迹。对车身面板进行了火焰作用模拟试验,通过热分析(TG/DTA)、宏观形貌和微观形貌(SEM)等分析方法对车身燃烧残留痕迹的形成机理及其变化规律进行研究,提出了关于车身火灾燃烧残留痕迹的勘查方法,有效地应用于汽车火灾原因调查之中。 展开更多
关键词 汽车火灾 燃烧痕迹 火灾调查
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重型自卸车车架早期断裂原因的研究 被引量:12
17
作者 尹辉俊 黄贵东 +2 位作者 黄昶春 韦志林 沈光烈 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2006年第12期1133-1135,共3页
建立了以壳单元为基本单元的某重型自卸车车架有限元分析模型,利用有限元分析软件MSC.Nas-tran对其进行了静态分析、模态分析,并进行了实验测试,测试数据验证了计算的正确性,找出了该车架早期断裂的原因,并给出了对该种车架结构改进的... 建立了以壳单元为基本单元的某重型自卸车车架有限元分析模型,利用有限元分析软件MSC.Nas-tran对其进行了静态分析、模态分析,并进行了实验测试,测试数据验证了计算的正确性,找出了该车架早期断裂的原因,并给出了对该种车架结构改进的方法。 展开更多
关键词 汽车车架 断裂 有限元分析
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汽车空调压缩机噪声异常问题的诊断与试验 被引量:20
18
作者 陈志勇 毛阳 +3 位作者 史文库 施腾 黎晓燕 杨家宏 《振动.测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期1063-1067,1199,共5页
某国产轿车存在空调开启时车内噪声较大及怠速时车内出现间歇性异常噪声问题,为寻找振源,对样车及其压缩机系统进行了试验诊断与分析,包括样车摸底试验、压缩机安装状态的刚体模态试验、压缩机在消声室中的台架试验等,最终确定压缩机噪... 某国产轿车存在空调开启时车内噪声较大及怠速时车内出现间歇性异常噪声问题,为寻找振源,对样车及其压缩机系统进行了试验诊断与分析,包括样车摸底试验、压缩机安装状态的刚体模态试验、压缩机在消声室中的台架试验等,最终确定压缩机噪声较大原因为空调管路制冷剂冲击导致的管路振动噪声向车内的直接传递,间歇性异常噪声原因为压缩机工作频率与发动机8阶工作频率的拍频。根据诊断结果,提出了相应的改进措施,并进行了改进后样车的试验验证,结果表明改进效果比较明显。 展开更多
关键词 汽车 空调压缩机 噪声 试验诊断
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汽车座椅的轻量化设计 被引量:13
19
作者 陈道炯 付大成 +3 位作者 王海华 马超 蒋俊 赵来刚 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2011年第6期942-946,共5页
利用各有限元分析软件的特点进行了汽车座椅骨架改进设计,探索了汽车座椅轻量化的途径。通过椅背上框的改进设计,使椅背质量降低了14.46%,简化了工艺、降低了成本。
关键词 座椅骨架 轻量化 有限元分析
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基于响应面法的汽车覆盖件充液成形工艺参数多目标优化 被引量:15
20
作者 郎利辉 杨希英 +2 位作者 孙志莹 丁少行 佟振宇 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第4期480-484,共5页
选取比亚迪S6车型后备箱门内板件为研究对象,以基于成形极限图的判定依据作为优化目标函数;通过田口试验设计选定的充液成形中的显著工艺参数为优化变量,采用中心复合试验设计构建响应面模型,运用改进型遗传算法对模型寻优,获得汽车覆... 选取比亚迪S6车型后备箱门内板件为研究对象,以基于成形极限图的判定依据作为优化目标函数;通过田口试验设计选定的充液成形中的显著工艺参数为优化变量,采用中心复合试验设计构建响应面模型,运用改进型遗传算法对模型寻优,获得汽车覆盖件冲液成形最优的工艺参数。最后,按照优化的工艺参数进行数字模拟,并利用充液成形局部冲压复合工艺,成功制成后备箱门内板件,验证了该优化流程的正确性。 展开更多
关键词 汽车覆盖件 充液成形 响应面法 多目标优化 改进型遗传算法
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