基于多目标优化的白车身结构轻量化设计

作     者：王康 曹永晟 贺启才 赵国栋 Wang Kang;Cao Yongsheng;He Qicai;Zhao Guodong

作者机构：中国人民解放军陆军军事交通学院汽车士官学校安徽省蚌埠市233010 中汽研检验中心(武汉)有限公司湖北省武汉市430056 

出 版 物：《时代汽车》 (Auto Time)

年 卷 期：2023年第22期

页      码：151-154页

摘      要：白车身轻量化研究有利于提高整车性能和减少研发成本,首先建立了某乘用车白车身的有限元模型,接着根据仿真模型分别计算出与NVH、静刚度及正面碰撞安全性能相关的参数,模型各项指标均满足要求。其次,依据综合灵敏度分析思路筛出与碰撞安全无关的设计变量,并且参照能量吸收曲线图选出正面碰撞安全板件的设计变量。针对白车身非碰撞安全相关板件的轻量化设计,根据试验设计方法设计出样本点,对比各类近似模型的精度,采用了椭圆基近似模型,将白车身质量最小、低阶模态最大作为设计目标,把白车身的静态扭转刚度以及静态弯曲刚度作为设计的约束条件,并采用遗传算法对非碰撞安全板件进行多目标优化。针对白车身正面碰撞安全相关板件的轻量化设计,根据试验设计方法设计出样本点,对比各种近似模型的精度,采用了响应面模型,将白车身质量最小、乘员舱加速度峰值最小作为设计目标,将一阶弯曲和一阶扭转模态频率、静态弯曲扭转刚度作为设计的约束条件,并采用遗传算法对碰撞安全板件进行多目标优化。最后,对轻量化前后的性能参数进行比较分析,实现了白车身质量降低13.4kg,降幅3.32%,轻量化系数减小了1,不仅保证了静态弯曲刚度和扭转刚度、白车身的模态频率各项指标基本不变,并且提高了白车身正面碰撞性能。结果表明基于多目标优化的白车身结构轻量化设计的减重效果较好,对车身的轻量化设计具有一定的参考意义与指导价值。

主 题 词：白车身 灵敏度分析 试验设计 近似模型 多目标优化 轻量化 

学科分类：08[工学] 082304[082304] 080204[080204] 0802[工学-机械学] 0823[工学-农业工程类] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1672-9668.2023.22.049

馆 藏 号：203124235...