摘要：为提升车门的轻量化水平与性能,采用“材料—结构—性能”一体化集成方法设计铸铝一体化车门。基于构建的铸铝一体化车门有限元模型,以车门的厚度为设计变量,采用径向基函数(radial basis function,RBF)神经网络近似模型和二阶响应面近似模型并分别结合二代非支配排序遗传算法(non-dominated sorting genetic algorithm-Ⅱ,NSGA-Ⅱ)、多目标粒子群优化(multi-objective particle swarm optimization,MOPSO)算法以及多岛遗传算法(multi-island genetic algorithm,MIGA)对车门的下沉刚度工况位移、上扭转刚度工况位移、下扭转刚度工况位移、一阶弯曲模态频率、一阶扭转模态频率和质量进行确定性优化设计。在此基础上,考虑材料及加工制造等不确定性因素,对确定性优化解的质量水平进行6Sigma可靠性分析与优化。结果表明,二阶响应面近似模型与MOPSO算法的优化组合方案实现了车门的最佳轻量化,RBF神经网络近似模型与MOPSO算法的优化组合方案实现了车门下沉刚度工况位移的最小化。上述2种组合分别实现了车门轻量化与安全化的设计目标。研究结果可为车身零部件的优化设计提供参考。

摘要：为实现汽车轻量化,验证熔模精密铸造产品的节能减排效果,文章对发动机罩进行生命周期评价。结合熔模铸造工艺设计出满足刚度和模态性能要求的发动机罩,建立发动机罩全生命周期评价模型;追踪生命周期能耗和温室气体(greenhouse gases,GHG)排放,并进行敏感性分析。结果表明:通过一体化集成设计使铸铝发动机罩的质量减轻17.87%,全生命周期能耗降低10.18%,GHG排放减少7.12%。该铸铝发动机罩生命周期评价结果满足节能减排要求,研究为汽车绿色低碳化设计提供了理论依据。

摘要：为提高一体化集成设计防撞梁的碰撞安全性,将防撞梁耐撞性和轻量化的多目标优化模型转变为博弈模型并形成映射关系,以比吸能和质量作为博弈双方进行博弈,通过引入博弈距离和博弈力矩进行策略归属构建,并结合博弈效用函数将模型仿真转化为数值优化,通过对博弈效用函数进行纳什均衡分析得到最优解。结果表明,相比于初始设计,博弈设计的一体化防撞梁质量减轻了26.47%,比吸能增加了22.18%,所提出的算法相比于传统优化算法具有更好的稳定性和优化效果。

摘要：为了提高一体化铸铝防撞梁的耐撞性,建立了防撞梁的正碰仿真模型,基于最优超拉丁方试验设计搭建响应面模型来近似模拟碰撞过程。以防撞梁的厚度为设计变量,采用非支配解排序遗传算法对防撞梁的峰值碰撞力、最大纵向位移、比吸能和质量进行确定性优化设计,并择优选取一个解作为确定性优化解。在此基础上,考虑到材料以及加工制造等不确定性因素,对确定性优化解的质量水平进行分析和优化。结果表明:比吸能提高了13.44%,质量减轻了20.57%,最大纵向位移的质量水平和可靠度分别由0.63σ和47.43%提高到了6.06σ和99.99%,峰值碰撞力的质量水平和可靠度分别由1.12σ和74.00%提高到了6.02σ和100.00%,多目标可靠性优化方法在满足设计要求的同时可以提高优化效率和安全性。

摘要：为了适应汽车轻量化要求,减轻防撞梁的重量,本文运用一体化集成设计方法,利用CATIA软件对防撞梁进行再设计,通过有限元分析验证一体化集成设计防撞梁性能符合要求,通过精密铸造技术对防撞梁进行加工成型,通过模态试验验证设计的有效性。经理论分析和试验验证,精密铸造防撞梁实现了减重41.5%且性能满足要求,验证了该方案的合理性。

摘要：提出一种由相变蓄热翅片和液冷板结合的锂电池模组热失控阻断系统,通过对FSEC赛车电池模组的热蔓延防护特性进行数值仿真研究,发现该系统能够有效延缓热失控向相邻电芯蔓延,能有效阻断热失控蔓延到整个电池模组。对该系统不同影响因素的分析表明,蓄热翅片厚度达到1.4 mm时,能最大程度延缓热蔓延,延长时间为483 s;蓄热翅片覆盖面积达到90%时,能最大程度延缓热蔓延,延长时间为403 s。该FSEC赛车电池模组的热防护系统可为电池热阻断设计提供参考依据,对延长赛车手逃生时间和保护车手人身安全具有重要意义。

摘要：为了提高发动机罩的轻量化水平与性能要求,采用“材料-工艺-结构-性能”一体化集成方法设计铸铝一体化发动机罩。建立了发动机罩的有限元模型,通过模态试验验证了所建模型的准确性。以铸铝发动机罩厚度为设计变量,综合考虑发动机罩的刚度和模态性能,采用最优拉丁超立方试验设计构造样本点,联合径向基(Radial Basis Function,RBF)神经网络模型与多岛遗传算法(Multi-Island Genetic Algorithm,MIGA)进行多目标优化。基于RBF-MIGA近似模型和6Sigma可靠性优化方法对发动机罩进行优化设计。结果表明,经可靠性优化后的发动机罩质量减轻了10.59%,约束一阶模态提高了41.43%。