基于改进响应面法的纯电动客车车身结构优化设计

建立基于试验设计理论和改进响应面的纯电动客车车身结构优化设计方法。以研发的纯电动客车车身结构为初始模型,使用参数化设计方法,得到纯电动客车车身结构模型。该方法以ANSYS/Workbench有限元软件的计算结果为基础,针对纯电动客车车身4个封闭力环在车身的位置为控制参数,由拉丁超立方优化设计所得的30次试验及改进响应面方法分析确定筛选参数进而得到最优设计点。根据结果构造车身封闭力环的控制参数与多目标函数的响应面近似模型,分析参数间的交互效应,基于微粒子群算法,建立以应力和1阶模态最小为目标的优化模型,模型应力由优化前的108MPa降低为优化后的91 MPa。对最优设计点的力环位置进行试验研究,得到有限元分析结果计算值与响应面近似值吻合,同时降低了整车振动,提高了乘坐人员的舒适性。表明基于试验设计和响应面的优化设计方法可用于纯电动客车车身结构优化设计,对新能源汽车车身设计提供了理论依据。

虚拟仿真取代实车测试的高校教学研究

随着车辆工程专业课程改革的开展,实验教学的比重在车辆工程课程群中逐年增大,传统课堂将不再是应用型本科高校教育的主体。汽车构造是一门综合性学科,针对其原理的实验、实训教学一直是一个难点。考虑到车身等相关实物原理复杂等原因,使用虚拟仿真一方面实现实验教学的科学化和直观化,另一方面降低了实际操作的危险性。通过长期的教学思考和总结,提出了用有限元仿真软件、虚拟拆装和实物试验相结合的实验教学方法,即利用车身实物进行结构认知教学、有限元仿真软件进行车身受力分析,该软件能够模拟不同工况下车身的应力和应变情况,正向与逆向学习相结合的方法使学生理解与掌握结构上较为简单,受力较为复杂的整车车身部件。通过该教学和科研相结合的仿真实验,提高了实验教学效果,有利于提高学生的仿真应用能力,激发学生的科学探索精神,培养学生运用实验手段解决科研问题的能力。