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薄壁构件冲压成形质量与碰撞性能设计一直是制约汽车产品开发速度与品质的两项关键技术,传统的优化设计通常只单独考虑了冲压成形质量优化或者耐撞性优化。冲压成形所产生的厚度变化、等效塑性应变和残余应力会对碰撞性能产生一定影响。考虑到冲压效应的影响,本文通过建立薄壁构件冲压成形和碰撞仿真的有限元分析框架,采用多目标优化方法,将冲压成形质量和耐撞性能同时作为优化目标进行多目标优化,为薄壁构件冲压成形质量与碰撞性能设计提供一种新的思路。优化结果显示了一些影响薄壁构件成形质量和碰撞性能的因素,同时最优解集也为实际生产中对不同性能要求的设计提供了参考。首先,对本课题的研究背景和意义进行了阐述,研究了国内外薄壁构件冲压优化设计技术及耐撞性优化设计的发展现状,并对冲压成形和碰撞仿真的有限元数值模拟算法及相关理论进行了介绍。其次,本文以方形截面薄壁梁为研究对象,运用有限元仿真软件对其进行了冲压成形仿真和回弹模拟计算,以开裂程度,减薄率和回弹量来评价冲压成形效果,然后将厚度,等效塑性应变和残余应力等冲压信息映射到碰撞仿真模型中,对薄壁梁进行碰撞仿真分析,以吸能特性和峰值力大小来评价薄壁梁的耐撞性能,建立了薄壁构件冲压成形和碰撞连续仿真的有限元分析框架,为多目标优化设计建立有限元模型。最后,本文通过选取薄壁梁的截面尺寸和冲压工艺参数作为设计变量,以提高薄壁构件冲压成形质量和耐撞性能为目标,基于所构建的有限元分析模型建立多目标优化模型,利用多目标方法对其进行优化计算。根据实际情况选取合适的优化解进行设计,以提高薄壁件的冲压成形性能和碰撞性能。本文通过多目标优化技术对薄壁梁进行冲压成形性能和耐撞性能的多目标优化,基于优化结果进行分析,对冲压工艺优化和耐撞性能优化具有一定的实用价值。