基于模糊多屬性決策和遞階質量屋的汽車輕量化材料選擇方法.pdf

1、目前日益嚴峻的能源短缺和環(huán)境污染，對汽車的節(jié)能減排提出了新的要求。研究表明，汽車輕量化是降低油耗和尾氣排放最行之有效的辦法。傳統(tǒng)上將輕量化分為材料輕量化、形狀輕量化、制造輕量化、設計輕量化、功能輕量化等。由于新材料的不斷涌現(xiàn)，采取使用輕量化材料以減輕汽車質量的方法引起了越來越多技術人員的關注。采用輕量化材料替換傳統(tǒng)材料常會導致更高的材料成本和生產(chǎn)成本，在市場經(jīng)濟時代，產(chǎn)品的設計和生產(chǎn)，必須考慮到成本問題。如何在應用輕量化材料的成本升高，

2、和其帶來的燃油經(jīng)濟性、環(huán)保效益之間找到一個平衡點，成了困擾開發(fā)人員的一個難題。輕量化材料的選擇具有多屬性，多方案的特點，材料的一些性能在滿足不同的零部件設計性能目標時，還可能存在相互矛盾。這種情況適合適用多目標多屬性決策方法進行解決。
　　基于“合適的材料用在合適的部位”的思想，本文采用了結合遞階質量屋和模糊折衷決策理論的材料選擇方法，對汽車輕量化材料的選擇進行了具體研究。通過遞階質量屋方法和模糊折衷方法結合，可以有機的將顧客需求

3、和材料屬性聯(lián)系起來，并多方面、多屬性分析問題，解決了傳統(tǒng)選擇方法片面、主觀的缺點，提供一個合理、科學的材料選擇方案。本文以車身零部件輕量化材料選擇為目的，需要確定一些備選的輕量化材料。備選材料的確定首先可以搜索滿足零件設計約束條件下的可行輕量化材料，這一過程可以通過材料專家系統(tǒng)或者工程設計人員經(jīng)驗進行選擇，給出的備選方案是烘烤硬化鋼（BH）、雙相鋼（DP）、高強度低合金鋼（HSLA）、某5系鋁合金、某6系鋁合金、鎂合金、碳纖維增強塑料（

4、CFRP）、高密度聚乙烯（HDPE）等9種材料，并根據(jù)決策目標和備選材料，遵循全面性、目的性、獨立性的原則，選取密度、價格、楊氏模量、抗拉強度、延伸率、成型性、連接性、涂漆性、抗腐蝕性、回收性等10種屬性作為備選方案的屬性。不同材料的各屬性構成了決策矩陣，其中有定量的精確屬性，可以通過查閱資料或調研得到；有的屬性是模糊定性的，本文中通過專家打分的問卷調查專家打分。對決策矩陣進行規(guī)范化處理得到規(guī)范化決策矩陣。
　　為了合理選擇材料，

5、滿足汽車零部件的顧客需求，本文選擇制造性、環(huán)保性、耐久性、成本、燃油經(jīng)濟性、NVH、扭轉剛度、抗凹陷度、彎曲剛度、抗撞性等十項顧客需求性能，并通過層次分析法兩兩比較得到相互重要程度。然后，采用遞階質量屋方法確定材料屬性關于整體顧客滿意的權重，遞階質量屋方法是一種對QFD總體框架進行分解，進一步明確層次結構的新型QFD展開方法。用規(guī)范化決策矩陣建立競爭性評估矩陣，獲得材料屬性的熵權重，并和材料屬性關于整體顧客滿意的權重結合得到綜合權重，為