汽车中控面板的机械结构设计及优化

作     者：倪敏明 

作者单位：苏州大学 

学位级别：硕士

导师姓名：王金娥

授予年度：2017年

学科分类：08[工学] 082304[工学-载运工具运用工程] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主      题：汽车中控面板 振动夹具 卡扣 随机振动 模态分析 

摘      要：随着汽车产业发展节奏越来越快,汽车电子在汽车中的数量和成本占比越来越高,使得国内外的汽车制造商越来越重视该这块区域的发展。为了抢得市场先机,汽车制造商们纷纷缩短自己的开发周期,而有限元分析技术是缩短开发周期的有效途径。本文以汽车中控面板为研究对象,针对目前在中控面板结构设计方面存在的问题,进行了以下几方面的研究:（1）中控面板的三维几何建模及其卡扣的静力学模拟分析在CATIA环境中建立了中控面板的三维几何模型;利用ABAQUS分析软件对卡扣的插入力和保持力进行静力学模拟分析计算。（2）卡扣的保持力测试在试验台上进行了卡扣保持力的测试,并将测试结果与计算机模拟分析结果进行对比,优化卡扣设计参数来满足客户的要求。（3）中控面板的随机振动模态分析使用ANSYS软件对中控面板的随机振动进行模态分析,取其前六阶模态进行研究,并以汽车随机振动功率谱密度作为输入,获得1σ的位移和应力分布,利用Miner定律的三区间法和S-N曲线,计算1σ下的随机疲劳损伤系数,验证结构的可靠性。根据分析结果对面板后盖结构的薄弱位置进行改进,并通过实验验证改进后的结构。（4）中控面板振动夹具的随机振动模态分析利用ANSYS软件对中控面板的振动夹具进行随机振动模态分析,并对其进行了结构调整,使夹具固有频率远离中控面板的固有频率,以减少共振风险,使产品随机振动分析的结果更趋近于实际情况。综上所述,本文从卡扣的静力学分析、中控面板的随机振动模态分析和振动夹具的随机振动模态分析三大方面讨论了中控面板在结构设计中的一些关键技术,并通过实验验证分析结果。论文的研究成果对汽车中控面板的设计及优化具有一定的分析指导意义及参考价值。