汽車結構優(yōu)化設計理論及應用

第1章 汽車輕量化背景及關鍵技術介紹
1.1 汽車輕量化的必要性
1.2 汽車輕量化主要技術手段
1.2.1 輕量化材料
1.2.2 輕量化工藝
1.2.3 結構優(yōu)化技術
1.3 汽車結構優(yōu)化技術應用現(xiàn)狀
1.3.1 汽車結構優(yōu)化一般設計流程與軟件平臺
1.3.2 汽車結構優(yōu)化工程應用現(xiàn)狀
參考文獻
第2章 結構優(yōu)化基礎知識
2.1 引言
2.2 結構分析的有限元方法
2.2.1 彈性力學基礎
2.2.2 有限元法的基本原理
2.2.3 有限元法的MATLAB實現(xiàn)
2.3 數(shù)值優(yōu)化基本方法
2.3.1 數(shù)值優(yōu)化數(shù)學基礎
2.3.2 優(yōu)化基本模型及最優(yōu)性條件
2.3.3 梯度優(yōu)化方法
2.3.4 智能優(yōu)化方法
2.4 基于模擬的結構優(yōu)化工程實例
參考文獻
第3章 結構優(yōu)化關鍵技術
3.1 引言
3.2 結構優(yōu)化一般流程和方法
3.2.1 結構優(yōu)化問題一般流程
3.2.2 靈敏度分析方法
3.2.3 序列顯式凸近似方法
3.2.4 汽車結構優(yōu)化問題建模
3.3 結構拓撲優(yōu)化技術
3.3.1 連續(xù)體拓撲優(yōu)化方法簡介
3.3.2 簡單實例
3.4 結構尺寸優(yōu)化設計
3.4.1 基本思想
3.4.2 簡單實例
3.5 結構多目標優(yōu)化設計方法
3.5.1 多目標優(yōu)化一般流程
3.5.2 試驗設計
3.5.3 代理模型
3.5.4 基于代理模型的電池包多目標優(yōu)化實例
3.6 本章小結
參考文獻
第4章 汽車典型工況建模與分析
4.1 汽車典型工況及載荷
4.1.1 汽車車身在典型工況下的載荷
4.1.2 汽車動力總成懸置在典型工況下的載荷
4.1.3 電動汽車動力電池包在典型工況下的載荷
4.1.4 汽車結構在碰撞工況下的載荷
4.2 汽車結構有限元分析建模流程與評價
4.2.1 建模流程
4.2.2 定義問題
4.2.3 建立幾何模型
4.2.4 選擇單元類型
4.2.5 劃分網(wǎng)格
4.2.6 檢查模型
4.2.7 定義邊界條件
4.2.8 評價和修正模型
4.2.9 設置載荷步
4.3 汽車結構靜力學建模與分析
4.3.1 靜力學分析基礎理論
4.3.2 工程實例——白車身靜態(tài)剛度及強度分析
4.4 汽車結構振動特性建模與分析
4.4.1 結構振動理論基礎
4.4.2 工程實例——動力電池包模態(tài)分析
4.5 汽車結構碰撞安全建模與分析
4.5.1 汽車碰撞仿真分析的有限元理論與方法
4.5.2 工程實例——某電動汽車整車正面100%碰撞分析
4.6 汽車結構疲勞耐久建模與分析
4.6.1 汽車結構疲勞耐久性分析基礎理論
4.6.2 工程實例——某電動客車車架疲勞耐久性分析
參考文獻
第5章 汽車結構拓撲優(yōu)化設計方法
5.1 引言
5.2 拓撲優(yōu)化主要方法數(shù)學描述
5.2.1 連續(xù)體結構拓撲優(yōu)化方法
5.2.2 連續(xù)體結構拓撲優(yōu)化材料插值模型
5.2.3 連續(xù)體結構拓撲優(yōu)化的優(yōu)化求解數(shù)值算法
5.3 面向剛度的拓撲優(yōu)化設計方法
5.3.1 柔度最小化標準拓撲優(yōu)化設計
5.3.2 多工況下剛度性能拓撲優(yōu)化
5.3.3 殼-填充結構柔度的拓撲優(yōu)化
5.4 面向NVH的拓撲優(yōu)化設計方法
5.4.1 模態(tài)優(yōu)化
5.4.2 頻率響應優(yōu)化
5.5 面向碰撞拓撲優(yōu)化設計方法
5.5.1 標準的等效靜態(tài)載荷拓撲優(yōu)化方法
5.5.2 基于等效靜載的拓撲優(yōu)化方法
5.5.3 基于等效靜態(tài)載荷的拓撲優(yōu)化流程
5.5.4 基于能量準則縮減的等效靜態(tài)載荷的構造
5.5.5 基于能量準則重構的拓撲優(yōu)化問題及模型更新
5.5.6 工程實例：中心側碰和偏置側碰拓撲優(yōu)化
5.6 面向疲勞耐久的拓撲優(yōu)化
5.6.1 疲勞耐久性的研究意義
5.6.2 結構疲勞壽命
5.6.3 橫向各向同性高周疲勞模型
5.6.4 改善疲勞耐久性的拓撲優(yōu)化
5.7 工程應用實例
5.7.1 車身前部結構拓撲優(yōu)化
5.7.2 底盤零部件拓撲優(yōu)化
參考文獻
第6章 汽車結構尺寸優(yōu)化方法
6.1 汽車結構尺寸優(yōu)化簡介
6.2 面向剛度性能的尺寸優(yōu)化
6.2.1 剛度分析的意義
6.2.2 剛度的評價
6.2.3 剛度的靈敏度分析
6.2.4 工程實例
6.3 面向NVH性能的尺寸優(yōu)化
6.3.1 汽車NVH問題概述
6.3.2 NVH問題優(yōu)化思路
6.3.3 模態(tài)靈敏度分析
6.3.4 工程實例
6.4 面向碰撞性能的尺寸優(yōu)化
6.4.1 碰撞性能評價指標
6.4.2 碰撞性能設計方法
6.4.3 代理模型
6.4.4 工程實例
6.5 面向疲勞耐久的尺寸優(yōu)化
6.5.1 疲勞壽命
6.5.2 疲勞壽命的預測
6.5.3 疲勞耐久性優(yōu)化的思路
6.5.4 工程實例
6.6 工程應用
6.6.1 多材料車身結構
6.6.2 構建和驗證有限元模型
6.6.3 構建和求解優(yōu)化模型
6.6.4 結論
6.7 本章小結
參考文獻
第7章 汽車結構可靠性優(yōu)化設計方法
7.1 結構可靠性優(yōu)化設計模型
7.2 結構不確定參數(shù)及度量
7.2.1 區(qū)間模