28278

بهينه‌سازي ارتعاشي سازه‌ي‌بدنه يك خودروي برقي كوچك كلاس L6e

كارشناسي ارشد

مهندسي سازه و بدنه خودرو

1399

1401/11/30

دكتر ابوالفضل خلخالي

دانشكده مهندسي خودرو

بهينه‌سازي ارتعاشي سازه‌ي‌بدنه به معناي كاهش ارتعاشات انتقال‌يافته بر سرنشين از مسير سازه‌ي‌بدنه يكي از اهداف طراحي سازه‌ي‌بدنه به شمار مي‌رود. در اين پايان‌نامه در ابتدا مدل المان محدود سازه‌ي‌بدنه يك خودروي برقي كوچك كلاس L6e ايجادشده و تحليل‌هاي مودال، سفتي پيچشي، سفتي خمشي و سفتي ديناميكي نقاط اتصال انجام مي‌شود. همچنين تابع تبديل فركانسي از منابع تحريك به زير صندلي راننده نيز به دست مي‌آيد. براي ايجاد مدل المان محدود، سازه‌ي‌بدنه خودرو در نرم‌افزار كتيا استخراج‌شده و براي المان‌بندي به نرم‌افزار هايپرمش وارد مي‌شوند. به‌منظور المان‌بندي مناسب، در نرم‌افزار هايپرمش ابتدا هندسه قطعات اصلاح مي‌گردد و پس از المان‌بندي كيفيت المان‌ها با نظر گرفتن معيارهاي نسبت ابعاد، ژاكوبين، تاب‌برداشتگي، انحراف‌ موردبررسي قرار مي‌گيرد و براي رسيدن به كيفيت مش مطلوب، المان‌ها تصحيح مي‌شود. بر اساس نتايج به‌دست‌آمده از تحليل‌ها باهدف افزايش سفتي خمشي و پيچشي، بهينه‌سازي سازه‌ي‌بدنه صورت مي‌گيرد. در ابتدا براي پيدا كردن بهترين الگوريتم حل عددي براي مسئله بهينه‌سازي و اعتبارسنجي آن،6 الگوريتم با يكديگر مقايسه شده‌اند و نتايج بيانگر آن است كه الگوريتم BIGOPT بهترين عملكرد را داشته داشت. براي بهينه‌سازي سازه‌ي‌بدنه به 29 ماژول تقسيم شده است كه ضخامت هركدام از آن‌ها به‌عنوان متغير طراحي در نظر گرفته مي‌شود. هركدام از متغيرهاي طراحي مي‌توانند 41 مقدار مختلف براي ضخامت داشته باشند به دليل اينكه تعداد حالت‌هاي ممكن بسيار زياد مي‌شود و در ادامه آناليز حساسيت با هدف تعيين متغيرهاي مؤثرتر انجام شده است. بعد از مشخص شدن مؤثرترين متغيرهاي طراحي، با استفاده از روش پولاك-ريبيري جهت جست‌وجو و ميزان گام حركتي از روش برنت مشخص مي‌شود. بعد از بهينه‌سازي سفتي خمشي و سفتي پيچشي به ترتيب 45% و 31% افزايش يافت.

1402/02/10

Vibration optimization of the body structure of a small electric vehicle class L6

2/19/2024 12:00:00 AM

The vibration optimization of the body structure means to reduce the vibrations transmitted to the passenger from the path of the body structure is one of the goals of the body structure design. In this thesis, at first, the finite element model of the body structure of a small L6e class electric car is created and the modal analysis, torsional stiffness, bending stiffness and dynamic stiffness of the connection points are performed. Also, the frequency transfer function is obtained from the excitation sources to under the driver's seat. To create the finite element model, the car body structure is extracted in the CATIA software and imported into the HyperMesh software for elementing.For the purpose of proper elementing, the geometry of the parts is first modified in the HyperMesh software, and after the elementing, the quality of the elements is checked by considering the criteria of aspect ratio, Jacobian, warpage, and skew, and the elements are corrected to achieve the desired mesh quality. Based on the results obtained from the analysis, with the aim of increasing the bending and torsional stiffness, the body structure is optimized. At first, to find the best numerical solution algorithm for the optimization problem and its validation, 6 algorithms have been compared with each other and the results show that the BIGOPT algorithm had the best performance. To optimize the body structure, it is divided into 29 modules, the thickness of each of which is considered a design variable.Each of the design variables can have 41 different values for thickness because the number of possible states becomes very large, and in the following, sensitivity analysis has been performed with the aim of determining more effective variables. After determining the most effective design variables, using the Polak-Ribere method, the direction of search and the amount of movement step is determined by the Brent method. After optimization, bending stiffness and torsional stiffness increased by 45% and 31%, respectively.

خودروي برقي كوچك , تحليل المان محدود , مودال , سفتي پيچشي , سفتي خمشي , بهينه‌سازي , سفتي ديناميكي , تابع تبديل فركانسي

Quadricycle , BIGOPT , TPA , Finite element analysis , Modal , Torsional stiffness , Bending stiffness , Optimization , Dynamic stiffness , Frequency transfer function

Seyed Amirhossein Ahmadi

Abolfazl Khalkhali