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中文题目：基于稳健与可靠性优化设计的轿车车身轻量化研究
英文题目： RESEARCH ON LIGHTWEIGHT DESIGN OF AUTOBODY STRUCTURE USING ROBUST AND RELIABILITY-BASED DESIGN OPTIMIZATION
学 号： 姓 名： 年 级： 专 业： 系 别：
摘要部分：
减轻汽车自重是节约能源和提高燃油经济性、减少环境污染的最基本途径之一。
车身重量约占整车重量的40%左右，车身的轻量化对于整车的轻量化起着举足轻重的作用。在车身轻量化实际工程应用中，由于工艺制造、环境变化、人为操作等环节中的不确定性因素使得零部件的板厚及材料性能参数（屈服极限、强度极限、弹性模量等）与名义设计值之间存在一定的变差，这些随机变量的变差直接影响汽车的各项结构性能，致使轻量化方案缺乏可靠性，从而丧失实际工程可行性。本文针对现有车身结构形式，从轿车车身轻量化的参数设计角度，基于稳健与可靠性优化设计的理论方法，计及板厚、材料性能参数的变差及其对各项结构性能的影响，开展对轿车车身轻量化方法及工程应用的研究。
关键词：轿车车身轻量化，稳健与可靠性优化设计，结构性能指标，近似拟合方法，支持向量回归，串行优化策略
Weight reduction of automobiles is a fundamental approach to realize fuel economyand environmental protection. The weight reduction in body structure plays a ratherimportant role in decreasing the weight of full vehicle, which results from the fact thatbody structure possesses about 40070 weight of full vehicle. In real engineering applications,the variation of gauge thicknesses and mechanical parameters of material （yield limit, ultratensile strength, Young's modulus） caused by uncertainties including environmentalchange, manufacturing precision and individual difference of operators, affects directly thestructural performances of autobody structure.
The lightweight design without consideringaforementioned variations may fail to meet the requirements of structural performances,which will lead to a lack of feasibility and reliability in a real engineering application. Thedissertation concentrates on the study of determining the parameters of the existingautobody structure topology, including sheet thicknesses and mechanical parameters ofmaterial, to achieve the lightweight design of autobody structure. Based on robust andreliability-based design optimization （RRBDO）， the method for the lightweight design ofautobody structure, coupled with its engineering application, is investigated consideringthe variation of sheet thickness and mechanical parameters of material caused by variouskinds of uncertainties.
KEY WORDS: Lightweight design of autobody structure, Robust and reliability-baseddesign optimization （RRBDO）， Structural performance indicator, Metamodeling method,Support vector regression （SVR）， Sequential optimization strategy
目录部分：
第一章绪论……
1.1课题研究背景、意义及来源……
1.1.1课题研究背景及意义……
1.1.2课题来源……
1.2国内外相关研究现状……
1.2.1车身轻量化设计……
1.2.2稳健优化设计……
1.2.3可靠性优化设计……
1.2.4近似拟合技术……
1.2.5研究现状总结……
1.3本文研究思路与研究内容……
1.3.1研究思路……
1.3.2研究内容……
第二章稳健与可靠性优化设计的基本理论方法……
2.1引言……
2.2稳健优化设计……
2.2.1 Taguchi设计法……
2.2.2响应面法……
2.2.3容差模型法……
2.2.4随机模型法……
2.3可靠性优化设计……
2.3.1可靠性分析方法……
2.3.2可靠性优化设计求解方法……
2.4本章小结……
第三章轿车车身结构性能指标的拟合建模技术研究……
……
第四章稳健与可靠性优化设计的优化策略研究……
……
第五章基于稳健与可靠性优化设计的轿车车身轻量化方法研究……
……
第六章基于稳健与可靠性优化设计的轿车车身轻量化系统开发与工程应用研究……
……
第七章全文总结和研究展望……
……
正文部分：
第一章绪论
1 .1课题研究背景、意义及来源
1.1.1课题研究背景及意义随着世界汽车保有量的逐年增加及人们对汽车安全性、舒适性要求的提高，随之而来的能源短缺、环境污染等一系列问题也口益突出。着眼于长远的可持续发展，节约资源、减少环境污染成为世界汽车工业界函待解决的两大问题。据统计，汽车每减重10%,油耗可降低约6%-8%,因此，减轻汽车自重是节约能源和提高燃油经济性、减少环境污染的最基本途径之一。根据国家统计局发布的信息，截至2008年末全国民用汽车保有量达到6467万辆，民用轿车保有量2438万辆，同比增长24.5%,其中私人轿车占民用轿车保有量的80%,达到1947万辆，同比增长28.0% o由此可见汽车减重对节约能源、保护环境的意义十分巨大。新能源汽车与传统汽车都迫切需要轻量化设计与改进。因此，汽车轻量化设计技术已成为当今汽车工业界研究的重点。
1.1.2课题来源
（1）国家863计划项目“轿车车身性能综合仿真分析与稳健优化设计技术”（项目批准号：2006AA04Z 126 ）， 2006. 12-2008. 12 .
（2）国家自然科学基金项目“基于稳健优化的轿车车身轻量化设计方法研究”（项目批准号：50875164） , 2009. 1-20011. 12 .
（3）上海市科教兴市重大产业科技攻关项目“海域MB轻量化零部件开发”,2005. 10-2008. 12.
1.2国内外相关研究现状……
1.3本文研究思路与研究内容……
第二章稳健与可靠性优化设计的基本理论方法
2.1引言
本章首先阐述稳健优化设计的基本理论方法，包括以试验设计为基础的传统稳健设计与以工程优化模型为基础的现代稳健优化设计方法。其次，针对可靠性优化设计的基本理论方法进行介绍，其中包括一般的可靠性分析方法及可靠性优化设计的求解方法，为本文后续的研究工作提供必要的理论基础。
2.2稳健优化设计……
2.3可靠性优化设计……
2.4本章小结……
第三章轿车车身结构性能指标的拟合建模技术研究
3.1引言
本章针对二次多项式响应面进行轿车耐撞性等强非线性性能指标的拟合建模远远不能满足精度与计算效率要求的问题，从拟合精度及计算效率两方面，对支持向量回归及其它四种常用的复杂近似拟合方法（克罗格、人工神经网络、径向基函数和移动最小二乘）拟合耐撞性能指标进行对比分析研究，旨在提供一种先进的适合建立车身强非线性结构性能指标的拟合方法。在此基础上，针对车身结构性能指标的自适应建模方法进行研究，以此进一步提高近似模型的预测精度，为后续的稳健与可靠性优化设计提供高精度的近似拟合建模方法，从而提高优化设计方案的工程可行性。
3.2近似拟合方法概述……
3.3结构性能指标的近似拟合方法对比分析研究……
3.4基于支持向量回归的自适应建模方法研究……
3.5本章小结……
第四章稳健与可靠性优化设计的优化策略研究……
第五章基于稳健与可靠性优化设计的轿车车身……
第六章基于稳健与可靠性优化设计的轿车车身轻量化系统开发与工程应用研究轻量化方法研究……
第七章全文总结和研究展望
7.1主要研究工作和结论
（1）复杂近似建模方法拟合结构耐撞性能指标的对比分析研究（2）基于支持向量回归的车身结构性能指标自适应建模方法研究（3 ）基于蒙特卡罗（MCS）的稳健与可靠性优化设计串行优化策略研究（4）基于稳健与可靠性优化设计的轿车车身轻量化方法研究
7.2主要创新点
本论文紧密结合相关技术领域的国内外研究现状，在充分吸收与借鉴已有研究成果基础上，开展基于稳健与可靠性优化设计的轿车车身轻量化方法及工程应用研究，取得的创新性方法和结论。
7.3研究展望……
参考文献：
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……
致谢：
本论文的研究工作是在导师朱平教授的亲切关怀和悉心指导下完成的。朱老师高尚的品行、渊博的学识、严谨的治学态度及诲人不倦的作风令作者终身难忘、受益匪浅。导师平易近人的品质、宽以待人的胸怀是成为学生良师益友的重要基石。朱老师精益求精的科研精神与言传身教的学者风范无时无刻不在激励着作者奋发图强、锐意进取，坚定作者战胜困难、勇攀高峰的信念与决心。感谢导师四年多来给予作者学习、生活上的指导和关怀，使作者能够顺利完成学位论文，并得到宝贵的人生财富。值此论文完成之际，谨向恩师致以由衷的敬意和感谢！作者在科研及生活中同样得到了林忠钦教授、陈关龙教授、来新民教授、郭永进副教授、沈利冰副教授、余海东老师的指导与帮助，论文工作中取得的点滴收获，都与几位老师的谆谆教诲息息相关，在此向几位老师表示衷心的感谢！……
