17646

17646

ارائه مدل ساده سازي شده جديد براي تحليل سفتي پيچشي و خمشي بدنه منفصل محصول اصلي پلتفرم ملي

كارشناسي ارشد

سازه و بدنه

اسفند 1395

دكتر ابوالفضل خلخالي

خودرو

مدل‌‏‌‌هاي ساده¬سازي شده ابزار مناسبي براي بهينه¬سازي سازه¬ي اصلي خودرو در مراحل اوليه طراحي مي-باشند. در اين پايان‌نامه يك مدل ساده¬سازي شده از بدنه¬ي يك خودرو سواري سدان ارائه مي¬شود؛ كه در آن، اعضاي تيرمانند با المان¬هاي تير يك‌بعدي و پنل¬ها با المان¬هاي درشت جايگزين مي¬شوند. به‌منظور اعتبار-سنجي دقت استاتيكي مدل ساده¬سازي شده، سفتي پيچشي و خمشي براي مدل اجزاي محدود كامل خودرو و ساده¬سازي شده، محاسبه مي¬شوند. نتايج نشان‌دهنده‌ي دقت بالاي مدل¬ ساده¬سازي شده در پيش¬بيني سفتي پيچشي و خمشي بدنه خودرو مي¬باشد. بررسي¬هاي انجام‌شده با استفاده از مدل ساده¬سازي شده، در آزمون خمش و انرژي كرنشي تأثير به سزاي عضو B-Pillar را نشان مي¬دهد. در ادامه تحليل خاكستري بر مبناي تاگوچي با آرايه متعامد L27 با هدف تحليل حساسيت و تعيين سطوح متغيرهاي طراحي بهينه انجام مي¬شود. در اين تحليل ابعاد مقطع و ضخامت تيرهاي تشكيل‌دهنده B-Pillar به‌عنوان متغيرهاي طراحي، هم-چنين سفتي پيچشي، سفتي خمشي و وزن به‌صورت همزمان به‌عنوان توابع هدف در نظر گرفته مي¬شوند. همچنين از روش آناليز حساسيت براي تحليل دقيق¬تر حساسيت استفاده‌ مي¬شود كه با كمك آن درصد تأثيرگذاري هر يك از متغيرهاي طراحي نيز استخراج مي¬گردند. درنهايت با استفاده از روش¬هاي تصميم¬گيري چند معياره از بين 27 طرح ارائه‌شده در آرايه متعامد تاگوچي چند طرح مختلف انتخاب‌شده و با يكديگر مقايسه مي¬شوند. بر اساس نتيجه ارائه‌شده با كمك روش تاپسيس حدود 40 درصد كاهش در وزن ستون B، به‌دست‌آمده ¬است بدون اينكه تغيير عمده¬اي در سفتي پيچشي و خمشي بدنه نسبت به حالت پايه به ¬وجود آيد. واژه‌هاي كليدي: مدل ساده‌سازي¬شده، سفتي پيچشي، سفتي خمشي، B-Pillar، تاگوچي، تحليل خاكستري، روش¬هاي تصميم‌گيري چند معياره

1396/04/31

3/12/2018 12:00:00 AM

Abstract: Simplified models of the vehicle are suitable tools for the optimization of vehicle primary structures in the early phase of design. In this paper, a simplified model of a Sedan vehicle is provided which, beam members and panels are substituted by 1D-beam elements and big shell elements, respectively. In order to validate the static accuracy of the simplified model, torsional and bending stiffness for Full Finite Element models of the vehicle and simplified models are calculated. The results show high accuracy of the simplified models in comparison with the Full Finite Element model in bending and torsional stiffness prediction. The strong influence of B-pillar on the stiffness of the simplified model is obvious in the torsion and bending tests. The simplified model can be used to perform an optimization in which the design parameters are the cross-section dimensions and thickness of the B-Pillar. The L27 orthogonal array with the grey relational analysis are used for sensitivity analysis and determining the optimal design parameters. In this analysis, cross-section dimensions and thickness of B-Pillar are considered as design variables; weight, torsional and bending stiffness also presented as the objective functions. Furthermore, the ANOVA method is used to analyze the variance and determination the significance of design parameters on objective functions. Eventually, by applying multi-criteria decision-making methods (e.g. NIP, Topsis, SVCB) through Taguchi orthogonal array designs, some different design points are selected and compared with others. According to the results, using Topsis methods, 40% weight reduction in B-Pillar is gained without any significant change in bending and torsional stiffness of the body the base model. Keywords: Simplified Model, Full finite element model, Bending stiffness, Torsional stiffness B-Pillar, Taguchi, Multi-criteria decision-making methods