Метод автоматизированного проектирования ударопрочных автомобильных конструкций

• Автор: Овчинников, Валерий Александрович
• Шифр специальности: 05.13.12, 05.05.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 139 с. : ил.

Содержание
Введение
Цель работы

Научная новизна работы.

Практическая значимость работы.

Реализация результатов работы

Представляется к защите

Апробация результатов работы.

Публикации.

Объем и структура работы.

Глава 1. Состояние проблемы оптимизации ударопрочных конструкций

1.1 Описание проблемы.
1.2 Особенности процессов, происходящих во время удара
1.2.1 Основные соотношения полуэмпирической теории удара
1.2.2 Элементы теории пластичности
1.2.3 Расчет быстропротекающих ударных взаимодействий.
1.3 Обзор методов решения задач структурного и параметрического
синтеза ударопрочных конструкций.
1.3.1 Метод аппроксимации. . .
1.3.2 Метод последовательной аппроксимации iv
, .
1.3.3 Нейронные сети
1.3.4 Растровый метод.
1.3.5 Генетический алгоритм.
1.4 Выводы и постановка задачи
Постановка задачи диссертационной работы.
Глава 2. Структурнопараметрический синтез передней части кузова
автомобиля..
2.1 Постановка задачи синтеза конструкции.
2.2 Описание генетического алгоритма
2.2.1 Кодирование хромосомы.
2.2.2 Г енетические операторы.
2.2.3 Стратегии отбора
2.2.4 Стратегии формирования нового поколения.
2.2.5 Модели генетического алгоритма
2.2.6 Теорема схем теорема Холланда.
2.2.7 Проблемы настройки параметров ГА
2.3 Кодирование хромосомы для предлагаемого алгоритма.
2.3.1 Допустимое пространство.
2.3.2 Описание структуры хромосомы
2.3.3 Описание команд
2.3.4 Целевая функция.
2.3.5 Минимаксная постановка
2.3.6 Сведение исходной задачи к задаче однокритериальной
безусловной оптимизации
2.4 Операторы алгоритма.
2.4.1 Описание оператора классической мутации для алгоритма
2.4.2 Описание оператора классического кроссовера для алгоритма
2.4.3 Описание оператора мутации типов команд.
2.4.4 Описание оператора мутации узлов
2.5 Учет геометрии модели
2.5.1 Создание граничных узлов
2.5.2 Учет геометрических ограничений.
2.5.3 Выбор свободных узлов.
2.5.4 Разбиение пространства на блоки.
2.6 Выводы
Глава 3. Экспериментальное исследование предлагаемого метода.
3.1 Расчетная модель для тестирования алгоритма.
3.1.1 Программный пакет оптимизации СЯАЗНОРТ.
3.1.2 Формулировка тестовой задачи.
3.1.3 Описание модели фрагмента в тестовой задаче
3.1.4 Описание параметров модели. Сечения, материалы.
3.1.5 Функция свертки
3.2 Описание алгоритма поиска оптимальных параметров
3.2.1 Описание задачи определения оптимальных параметров
алгоритма
3.2.2 Алгоритм поиска параметров.
3.2.3 Параметры генетического алгоритма поиска оптимальных
параметров .
3.3 Результаты поиска оптимальных параметров алгоритма.
3.3.1 Таблицы результатов поиска оптимальных параметров алгоритма
3.3.2 История поиска оптимальных параметров
3.4 Выводы по поиску оптимальных параметров алгоритма
3.5 Эксперимент с конечноэлементной моделью автомобиля
3.5.1 Постановка задачи оптимизации кузова автомобиля
3.5.2 Описание модели передка. Допущения. Метод решения
3.5.3 Описание исходных данных эксперимента.
3.6 Результаты виртуального эксперимента синтеза кузова легкового
автомобиля.
3.6.1 Исследование харакгера приближения к экстремуму в процессе
генетического поиска.
3.7 Выводы для методов свертки
3.8 Выводы
Общие выводы и результаты
Приложение.
Литература


Испытания заключаются в проверке соответствия испытуемого автомобиля действующим стандартам пассивной безопасности. Одним из наиболее важных направлений в исследованиях по пассивной безопасности является изучение процессов фронтального столкновения автомобиля. Такого рода катастрофы происходят наиболее часто. Важность улучшения пассивной безопасности при фронтальном ударе усугубляется тем, что такой удар чаще всего встречный, а это вызывает большие повреждения и травмы. В мире существует очень много различных правил, по которым тестируются автомобили на предмет пассивной безопасности при фронтальном столкновении [2, 3,4]. R - боковой удар с манекеном и многие другие. Информацию об уровне безопасности того или иного автомобиля, доступную широкому кругу потребителей, удается получать в результатк использования краш-тестов независимыми организациями и объединениями. Одно из таких объединений скрывается под аббревиатурой EuroNCAP (European New Car Assessment Programme) - "Европейская программа оценки новых автомобилей". Испытания по безопасности EuroNCAP проводятся с году. За этот небольшой период было выполнено более сотни краш-тестов, участниками которых стали автомобили самых разных классов - от особо малого до минивэнов. Обнародование данных исследований EuroNCAP вынудило автопроизводителей более серьезно подходить к вопросу создания безопасных автомобилей. Защита пешехода. От испытаний, проводимых самими производителями, условия данной программы несколько отличаются. Фронтальное, т. Термин ’’перекрытие" означает, что автомобиль сталкивается не всей передней частью, а только %-м ее участком. Это объясняется тем, что наибольшее количество лобовых столкновений автомобилей в реальной жизни имеет именно такой характер. Другая особенность краш-тестов ЕигоЫСАР -использование не жесткого, а деформируемого барьера, сделанного из алюминиевых сот. Данная программа испытаний отличается от общепринятой и скоростью лобового столкновения - вместо традиционных км/ч автомобиль ударяется о барьер на скорости км/ч. По всей видимости, таким способом организаторы этих краш-тестов компенсировали энергию удара, поглощаемую деформируемым барьером. Наиболее сложной и показательной задачей создания ударопрочной конструкции является задача обеспечения безопасности кузова при фронтальном столкновении на скоростях и км/час. Переднюю часть автомобиля можно разделить на 5 зон. Зона обеспечивает защиту пешехода при ударе об автомобиль. Зона обеспечивает прохождение теста Даннера. Задача - при аварии на малых скоростях принять на себя всю энергию удара и не позволить нанести повреждения каркасу кузова. Зона деформирования силовых элементов при фронтальном ударе с 0% перекрытием на скоростях и км/ч. Зона деформирования силовых элементов при фронтальном ударе с %-% перекрытием на скоростях , и км/ч. Зона представляет собой салон автомобиля. В идеале, абсолютно жесткая конструкция, так как ни при каких обстоятельствах жизненное пространство салона не должно нарушаться. Зоны не располагаются именно в таком порядке в кузове. Важно само их наличие и работа каких-либо элементов кузова при аварии в этих зонах. При ударе за счет потерь на деформацию элементов требуется погасить энергию движения автомобиля. Защитной капсулой является салон, т. Проектирование кузова автомобиля является одной из наиболее трудоемких проблем при создании нового автомобиля. Применение методов оптимизации позволяет значительно снизить число прототипов, необходимых для доработки кузова. Особенно это важно для проблемы пассивной безопасности, поскольку при проведении краш-теста автомобиль разрушается. А стоимость и сроки изготовления каждого прототипа высоки. Таким образом, оптимизация кузова еще на этапе численных экспериментов сокращает как стоимость разработки, так и сроки разработки автомобиля. Целыо диссертационной работы является разработка численного метода структурного синтеза ударопрочной конструкции каркаса автомобиля. Практическая апробация метода синтеза для решения задачи оптимизации кузова автомобиля.