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白车身多学科轻量化优化设计应用机械工程学报史国宏陈勇杨雨泽姜欣宋正超把貉瞧导际踔行挠邢薰%.鰋甌况,无论在传统的内燃机汽车还是新能源汽车领域,轻量化设计都已成为汽车业关注的焦点。轻量化技术必将成为汽车公司的核心竞争力之一。目前轻量随着国内汽车产量的不断攀升,竞争加剧,油及以下排量的汽车占新车销量%以上,小排量车料轻量化的成本相比于结构优化设计轻量化高很多,低成本小排量车上只能小规模的应用特殊材料和工艺方法,因此现阶段对于汽车企业来说,降低重量与成本最实际的方法就是结构轻量化技术。要使结构轻量化得到最大程度的发挥,须做到谠缙诘纳杓平锥尉腿范ǹ尚械那崃炕簂疛...上海.,琒面对日益短缺的能源状况和日益恶化的环境状化设计的主要方法有以下郑航峁骨崃炕<床用优化设计方法对车身的拓扑结构、形状尺寸与厚度进行优化设计,实现轻量化;工艺轻量化,即采用特殊的加工工艺方法,如激光拼焊板、柔性轧制差厚板、液压成型技术等:材料轻量化,采用高强度钢板、轻金属材料缏痢⒚、非金属材料咔度塑料、碳纤维复合材料等价不断上涨,这就促使汽车企业需要在不断提高车辆性能的同时,进一步降低油耗及成本。国内受到老百姓的欢迎。同时由于市场的激烈竞争,车企更加注重小排量车的成本控制,工艺轻量化和材以下恪第卷第年摘要:在白车身开发早期阶段引入结构轻量化思想,建立隐式全参数化自车身模型,通过多学科优化过程,找到白车身零件形状、尺寸、位置与厚度等各参数之间的最佳组合,以及满足系统各项性能要求的重量最优解,使白车身轻量化设计的潜能得到最大程度的发挥。根据白车身自身性能的特点对其分成不同的优化区域分别进行不同工况的优化,从而合理地安排设计变量和样本点数量,并对由试验设计得到的近似模型进行多学科的轻量化优化设计,有效地控制分析与优化时间,给车身设计提供指导。最终得到的白车身方案减重,减重率达到%。同时利用方差分析方法,对各设计变量对性能的贡献量与主效应进行分析,掌握设计变量对刚度,模态、被动安全性能以及重量的影响规律。关键词:轻量化多学科优化设计方差分析自车身中图分类号:,.:,收到修改稿
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———尽恪!!!!9ぁR垄茎兰竺竺竺.∑∑%隐式参数化模型呕际,,⋯,苂‘数对各性能和重量的影响规律,做到重量和性能的平衡,不要到车辆开发的后期才考虑减重,这样减研发后期或者小改型设计,仅针对现有车型车身钣涉及到车身骨架的开发,鲜有前期就引入结构轻量化的研究。瞪砬崃炕呕杓菩枰?悸浅瞪砀飨钚统整体的最优解。目前国内轻量化优化设计工况多为单学科,优化后再针对其他学科工况进行验算和结果修正南譡,并没有直接进行多学科的集成优化。瞪砀髁慵耐仄斯叵怠⒔孛娉叽纭⑽恢谩材料强度与厚度共同影响着车身各项性能。目前国重优化缥南譡】挥凶酆峡悸橇慵耐仄斯系、截面尺寸等导致轻量化设计的潜能没有完全发关键零件的形状、位置、尺寸、材料与厚度。根据效变化范围。采用试验设计方法产生计算样本点,学科的集成优化,找到满足不同学科不同工况条件参数化设计可以使工程技术人员快速的变化模型,完成优化循环过程。但是需要为几何体之间建立复杂的关系表达式,若要实现由几百个零件装配成的白车身模型的快速参数化变换,工作量非常巨可以使设计人员通过定义几何体之间的映射关系来实现参数化装配,而不需要了解映射关系中具体关