轿车白车身隐式全参数化建模与多目标轻量化优化

利用SFE-Concept参数化设计软件,建立了某轿车白车身隐式全参数化三维几何模型,在此基础上建立了参数化白车身的有限元模型,计算分析了其低阶固有振动特性和白车身的扭转与弯曲刚度,并通过试验验证了分析结果的有效性。利用相对灵敏度分析方法选出66个白车身零件板厚作为轻量化设计变量,以白车身的总质量、扭转和弯曲刚度为优化目标函数,白车身的1阶弯曲和1阶扭转模态频率为约束条件,利用遗传优化算法对白车身进行了多目标轻量化优化。结果表明,轻量化后的白车身1阶扭转频率和1阶弯曲频率的变化均小于1%,虽然扭转刚度降低了4.5%,弯曲刚度降低了1.8%,但仍满足设计要求。而在不改变用材的情况下,白车身总质量降低了19.4kg,即减轻了6.4%,取得了明显的轻量化效果。     

基于灵敏度分析的轿车车身质量优化研究

以某型轿车为例,建立车身有限元分析模型,对模型进行了试验验证。综合考虑零件厚度对车身质量与刚度的影响,利用灵敏度分析方法确定优化设计变量。以白车身质量最小为目标函数,在保证车身刚度和模态性能的前提下,进行车身质量优化。在车身质量减轻了6.25%的同时,车身刚度和主要模态频率也获得了不同程度的提高。     

基于NVH性能提升的客车白车身结构优化设计

本文以某轻型客车白车身为研究对象,通过对车身结构的优化设计,改善在高速行驶时的车身振动问题。在有限元准确建模的基础上,对车身立柱、后围框及地板横梁进行结构优化设计,通过模态灵敏度分析,对板厚进行优化,一阶模态频率从12.01Hz提升到17.30Hz,同时车身质量由823kg减到720kg。最后通过白车身模态试验验证了优化方案的合理性及准确性,实现模态提升的同时,降低了白车身质量。     

基于模态方法的车门动态特性研究

基于理论和试验模态分析,对某新开发轿车车门进行了动态特性研究.通过对比车门理论模态和试验模态的固有频率和振型,验证了理论模型的正确性.综合考虑整车激励频率及车门和白车身共振可能性,以车门模态频率为优化目标,各板件厚度为设计变量,优化了车门的动态性能,使车门在增加少许质量和减少下沉量的同时,各阶固有频率值均较好地避开了整车激励频率和白车身固有频率.     

基于灵敏度分析的白车身轻量化设计

以某轻型客车的白车身为研究对象,建立白车身有限元模型,并使用模态实验验证了模型的准确性,对该车身进行灵敏度分析,以车身结构件的钣金件料厚作为设计变量,分析车身前两阶整体模态频率相对于料厚的灵敏度,找出对车身动态特性影响明显的零部件,并根据车身灵敏度对结构部件进行优化改进。     

基于多目标优化的白车身结构轻量化设计

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...     

轿车车身模态分析及结构优化设计

在保证车身结构力学特性的前提下,对白车身结构进行了简化,并以四边形板壳单元为主要离散单元,建立了某自主研发轿车白车身的模态分析有限元模型。通过对该有限元模型进行的自由模态分析,得到白车身的各阶模态频率和模态特性,为动态设计提供了参考依据。针对分析得到的局部不合理结构进行了零件结构和布局的优化设计,使整车刚度更趋合理。     

商用车白车身模态提升研究

白车身模态是决定整车驾乘舒适性的重要基础。文章以某商用车白车身模态提升为研究对象,首先通过有限元分析白车身主要零件料厚与模态的灵敏度,然后根据分析结果结合成本设计了3种提升方案,最后在方案3的基础上结合A柱断面形状,实现了在不增加重量的情况下提升白车身模态。优化结果表明,该方法对模态提升提供了切实可行的思路,对白车身轻量化设计具有参考价值。     

基于预试验的白车身动力学模型评价与优化

以优化白车身的模态频率与振型为目标,通过预试验技术定量指导试验模态的激励点及响应点的选取;采用模态置信准则贡献量分析技术定量分析影响模态参数的关键位置,并对关键位置的关键参数进行灵敏度分析,最终确定优化参数,实现了仿真模型的优化设计。结果表明,优化后参数有效提高了仿真模型与试验模型的一致性,得到了更准确的白车身动力学模型。     

基于isight响应面模型的白车身轻量化研究

在保持车身结构性能不变的情况下,对白车身进行灵敏度分析,根据灵敏度分析结果,选取58个零件厚度作为设计变量,在isight中采用优化拉丁超立方方法对样本采样,对白车身弯扭刚度及1阶扭转模态进行分析,采用1阶响应面方法建立白车身弯扭刚度、1阶扭转模态及质量近似模型,近似模型拟合优度值R2均大于0.9,具有高可信度,最后通过近似模型优化方法 SQP(Sequential Quadratic Programming,序列二次规划法)完成白车身减重。优化后的弯扭刚度及1阶扭转模态都达到设计要求,在材料不变的情况下,质量减轻约23.6kg;基于isight多学科优化方法结合相应有限元分析软件在车身减重方面具有很好效果。     

轿车白车身模态分析与振型相关性研究

对某轿车白车身进行了计算模态分析,得到其计算模态频率以及相应的振型,并通过试验得到试验模态频率及振型,根据振型相关性理论,对试验和计算模态及振型进行相关性分析,将有限元的动态分析与试验数据有机地结合起来,验证了白车身有限元模型。     

轿车白车身模态分析与振型相关性研究

对某轿车白车身进行了计算模态分析,得到其计算模态频率以及相应的振型,并通过试验得到试验模态频率及振型,根据振型相关性理论,对试验和计算模态及振型进行相关性分析,将有限元的动态分析与试验数据有机地结合起来,验证了白车身有限元模型.     

刚度、强度与频率约束下的白车身板厚尺寸优化

全面地考虑了刚度、强度与频率约束,对某轿车的白车身结构进行轻量化设计。首先根据工艺要求对白车身结构进行了组件化建模,选取了关键的82个组件,每个组件中的板单元的厚度相同。其次在静态弯扭工况与自由模态工况下对车身结构进行了有限元分析。然后以质量最小为目标,以弯扭刚度、应力和前3阶固有频率为约束条件,板厚为设计变量,建立了白车身结构优化模型。最后采用序列线性规划进行非线性优化,取得了良好的轻量化效果:白车身质量减轻34.6kg,减轻率达11.4%。     

基于灵敏度分析的SUV白车身优化设计

采用Hypermesh软件建立某SUV白车身有限元模型,通过Radioss对该模型进行自由模态分析计算;利用Optistruct对该模型的部分板件进行灵敏度分析,并以计算结果为依据,对白车身进行尺寸优化,在保证质量基本不变的情况下,提高一阶模态的频率。     

基于Morph网格变形方法的白车身模态优化

白车身模态是影响汽车振动噪声性能优劣的重要因素,在车身CAE仿真设计阶段,白车身模态频率是最为重要的优化指标.以白车身前端横摆模态性能优化为例,通过灵敏度分析确定关键结构位置,利用Morph网格变形方法将关键结构的截面参数化,采用序列二次规划算法进行数值迭代优化;经过12步迭代,白车身前端横摆模态频率提升3.06 Hz,同时1阶弯曲模态、1阶扭转模态和白车身重量3个响应得到了有效的约束控制;结果表明,该方法可以对白车身模态性能实现高效、有针对性的优化设计.     

轿车车身结构修改灵敏度分析

建立某国产普通轿车白车身的有限元模型,预测分析其静态弯曲特性和扭转特性,在此基础上对白车身各部件刚度和强度的灵敏度进行分析,并将分析结果应用于板厚优化。优化结果表明:通过对灵敏部件的板厚修改,白车身的强度和刚度性能得到显著提高,为车身的优化设计提供参考。     

基于白车身扭转刚度的板厚灵敏度分析

文章主要介绍了一种白车身扭转刚度的板厚灵敏度分析的方法,用于分析白车身扭转刚度工况下整体扭转角相对零件单位厚度质量的变化量,即计算设计变量△d相对零件单位厚度质量△m的变化量,称为扭转角相对灵敏度,通过对相对灵敏度结果进行排序,结合实际工程约束条件,为提升扭转刚度性能或轻量化设计提供较合理的厚度分配方案。     

轿车白车身模态仿真计算与相关性分析

白车身模态分析是车身动态特性分析的基础。工程上常采用仿真计算和试验测试2种方法识别白车身模态参数。这2种方法相辅相成,互相促进,共同指导和改进设计。文章通过仿真建模计算了某车型白车身的模态频率,将计算结果和试验测试相比较,并采用相关性分析的方法验证了模型的可靠性,同时对比了不同焊点类型对于分析结果的影响。结果表明,建立的白车身仿真模型具有较高的精度,仿真计算所采用的模拟方法是合适的,为内部仿真建模指导规范的建立提供了参考。     

基于RSM与RBF的车身多目标轻量化应用研究

文章以某自主品牌SUV白车身为研究对象,通过Isight为优化平台,搭建了白车身模态、弯曲刚度与扭转刚度的多目标轻量化优化的仿真分析模型。通过优化超拉丁方法设计试验,响应面法(RSM)和径向基神经网络(RBF)分别进行近似模型的计算,最后以Pointer方法全局优化。在保证精度的条件下,降低计算成本。在保证性能的前提下,减重6.11kg。     

轿车车身模态及扭转刚度灵敏度分析

本文以某轿车白车身为研究对象,建立有限元模型,采用优化软件OptiStmet,以车身结构件的板厚为设计变量,进行车身一阶扭转固有频率、车身扭转刚度对板厚的灵敏度分析,找出对车身动、静态特性影响较大的部件,据此确定车身结构的最优设计方案.该方法能够为车身结构动态、静态特性的改进、车身的轻量化和车身结构的优化设计提供重要依...