20565

۲۰۵۶۵

بهينه سازي مدل ساده سازي شده بدنه خودرو با استفاده از الگوريتم رقابت استعماري

كارشناسي ارشد

سازه ي بدنه

۱۳۹۴

۱۳۹۷/۰۷/۰۹

دكتر ابوالفضل خلخالي

خودرو

امروزه كاهش وزن خودروها به عنوان يك راهكار براي بهبود مصرف سوخت و كاهش آلايندگي¬ها مطرح مي¬باشد. مدل¬هاي ساده¬سازي شده ابزار مناسبي براي بهينه¬سازي سازه¬اي خودرو در مراحل اوليه طراحي مي¬باشند. در اين راستا براي "بهينه¬سازي" ابعاد سطح مقطع تيرهاي تشكيل دهنده سازه¬ي بدنه¬ي خودرو سواري به منظور كاهش وزن خودرو و همچنين افزايش سفتي استاتيكي شامل سفتي خمشي و پيچشي پرداخته مي¬شود. در اين پايانامه يك مدل ساده¬سازي شده از بدنه¬ يك خودرو سواري سدان ارائه مي¬شود كه در آن، اعضاي تيرمانند با المان¬هاي تير يك بعدي جايگزين قسمت¬هايي از سازه¬ي بدنه خودرو شده است، به منظور اعتبارسنجي دقت استاتيكي مدل ساده¬سازي شده، سفتي پيچشي و خمشي براي مدل اجزاي محدود كامل خودرو و مدل ساده¬سازي شده، محاسبه مي¬شوند. نتايج نشان دهنده¬ي دقت بالاي مدل ساده¬سازي شده در پيش¬بيني سفتي پيچشي و خمشي بدنه خودرو مي¬باشد. در اين تحليل ابعاد مقطع و ضخامت تيرهاي تشكيل دهنده A_pillar, Roof rail, B_pillar و چند تير ديگر و همچنين تيرهاي سقف خودرو به عنوان متغيرهاي طراحي، هم چنين سفتي پيچشي، سفتي خمشي و وزن به صورت همزمان به عنوان توابع هدف در نظر گرفته مي¬شوند. براي انجام بهينه¬سازي ابتدا مدل پارامتري سازه¬ي بدنه خودرو سواري به كمك نرم افزارهاي پايتون و آباكوس ايجاد مي¬شود. پس از ايجاد مدل پارامتري، سطح مقطع تيرهاي طولي و عرضي سازه¬ي بدنه خودرو سواري به كمك الگوريتم رقابت استعماري تحليل و بهينه¬سازي مي¬شود. لازم به ذكر است در اين بهينه¬سازي پارامترهاي طراحي شامل ضخامت¬هاي سطح مقطع(شامل چهار ضخامت متفاوت)، ارتفاع تير و عرض آن مي¬باشد. پس از اتمام فرآيند بهينه¬سازي، بدنه با سطح مقطع بهينه توسط نرم افزار آباكوس مورد تحليل قرار گرفته و عملكرد آن بررسي مي¬شود. نتايج به دست آمده نشان مي¬دهند كه بدنه بهينه شده نسبت به بدنه اوليه سبك¬تر مي¬باشد و در عين حال داراي عملكرد مطلوب نيز مي¬باشد. واژه‌هاي كليدي: خودروي سواري، سازه¬ي بدنه خودرو، الگوريتم رقابت استعماري، روش المان محدود و مدل ساده¬سازي شده، سفتي پيچشي، سفتي خمشي، بهينه¬سازي

1398/03/08

Optimization of the vehicle body simplified model using the imperialist competitive algorithm

5/29/2019 12:00:00 AM

Nowadays, reducing vehicle weight is a solution to improve fuel consumption and reduce emissions. in this thesis, optimization of cross section dimensions of vehicle body constituent and components thickness of column B_Pillar for weight loss are discussed. simplified models are a good tool for Structural optimization of vehicle in early stages of design. a simplified model is presented from body of a sedan vehicle, in which beam members have been replaced with one-dimensional beam elements, in order to validate static accuracy of simplified model, torsional and bending stiffness is calculated for complete vehicle finite element model and simplified model. results show high accuracy of simplified model in predicting torsional and bending stiffness of vehicle body. in this analysis, cross section dimensions and thickness of beams constitutiving A_pillar, Roof rail, B_pillar, as well as vehicle roof dimensions as design variables, as well as stiffness, bending stiffness and vehicle weight are considered simultaneously as objective functions. for optimization, structure paramagnetic model and vehicle body is first created with help of Python and Abaqus software. after creation of parametric model, body beams cross section of vehicle is analyzed and optimized with help of Imperialist Competitive Algorithms. in this optimization, design parameters consist of beams cross-sectional and beams thicknesses(including four different thicknesses), beam height and width, and optimization constraint of body vehicle behavior under different loading conditions. after completing optimization process, body vehicle with optimum cross-sectional area is analyzed by Abaqus software and its performance is checked. results are shown body vehicle is optimized than the main body vehicle, while at same time it has a good performance. Keywords: Sedan car, Structure and body of the car, Imperialist Competitive Algorithms, Finite Element Method and Simplified Model, Torsional stiffness and Bending stiffness