基于模块化设计的车身装配结构优化EI北大核心CSCD

本文在考虑车身制造和装配成本的基础上,提出了一种基于图分解算法的车身装配结构设计方法,并为解决以厚度为设计变量进行优化时的收敛问题引入了一种多层二次择优的优化方法。以白车身底板为例,依照最小可制造尺寸对结构进行分割,以分割单元之间的连接关系作为设计变量,结合NSGA-II算法进行优化,得到最优装配方案;以优化得到的Pareto解集中的装配方案为初始解,从中进行二次择优,选出满足稳定性条件的解,对各子部件内的厚度施加约束进行板厚优化,并将得到的板厚值返回到图分解法中进行迭代,直到问题收敛,最终实现对焊接位置和板厚的同时优化。     

基于改进图分解法的多材料车身结构优化设计方法

针对概念设计阶段的车身结构轻量化设计,提出了一种可实现车身多材料结构设计的分层迭代优化方法。该优化方法的设计变量中,除常见的板厚、材料外,还包括装配设计中的拓扑连接,以实现“将合适的材料用在合适的部位”的要求。分层迭代优化的第1层以拓扑连接为设计变量,采用图分解和NSGA-II对车身装配拓扑结构进行多目标优化,最大化车身弯扭刚度和1阶固有频率;第2层对板厚和材料进行多目标优化,最小化车身质量和材料成本。最终采用基于模糊集合的评分公式选定综合最优解,实现了考虑成本的车身结构轻量化设计。     

基于HyperWorks白车身灵敏度分析及结构优化

摘要：以白车身钣金件厚度为设计变量,以白车身质量最小为目标,以白车身扭转刚度不低于原有结构的扭转刚度为约束函数,得到扭转刚度对各板件厚度的灵敏度,通过调整板件厚度,对白车身结构进行优化。优化结果表明,在扭转刚度性能略有提高的情况下实现了减重目标。     

基于试验设计和响应面建模的轿车白车身模态多目标优化

结合了试验设计和响应面建模的方法来研究轿车白车身的模态频率优化途径。通过正交试验设计方法,计算了某轿车白车身模态对车身后部零件板厚的灵敏度,遴选出灵敏度较大的设计变量。在此基础上进行第二轮试验设计计算,进行响应面建模,在精度较高的响应面上进行了同时以扭转频率和重量为目标的优化计算。最终从一组帕累托最优解中选出了符合要求的零件板厚组合。总结出了一套高效的针对板厚设计的白车身模态频率优化方法与流程。     

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...     

车身环状框架结构断面正向轻量化设计

在深入分析主断面库作用的基础上,研究了基于关键坐标及板厚的主断面属性计算方法,探讨了满足弯扭刚度及侧碰工况约束条件下车身前门环结构的优化途径。以车身刚度及侧碰性能为约束条件,主断面属性参数为设计变量,车身结构轻量化为设计目标,采用均匀拉丁超立方试验方法进行样本点的选取,以Kriging插值近似方法构造代理模型,运用冲量梯度下降算法对数学模型进行优化求解,并通过实车试验验证了该优化方案的可行性。     

基于分析驱动设计的参数化白车身前端结构轻量化多目标优化

利用SFE-CONCEPT建立了车身前端的隐式参数化模型并与车身后部的有限元模型组合成白车身模型,采用模块化方法将各分总成组成整车模型。对整车模型进行正撞安全仿真并与实车试验进行对比,验证了整车正撞安全仿真的有效性。通过编辑批处理脚本文件提取加速度峰值等正撞安全参数,真正体现"分析驱动设计"的理念。选择参数化白车身前端6个形状变量和7个板件厚度作为轻量化优化的设计变量,试验设计选用优化拉丁超立方算法生成样本点,实现Kriging近似模型的自动生成和精度验证。采用第二代非劣解排序遗传算法(NSGA-II)进行优化,得到妥协解集,最终选取白车身前端质量最小的妥协解作为优化解。优化后白车身前端质量减轻7.02%。轻量化优化后其性能基本不变,左右侧加速度峰值分别降0.99%和1.31%,左右侧加速度平均值分别增大15.41%和8.67%,车门变形量有増有减,最大变化率为10.6%。     

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。     

基于分析驱动设计的封闭白车身轻量化多目标优化

本文旨在进行基于分析驱动设计的封闭白车身轻量化多目标优化。首先建立隐式参数化封闭白车身模型,以快速实现有限元模型的变化与更新。进而对生成的有限元模型进行模块化设置。结合参数化模型和模块化设置实现了封闭白车身后台全自动运算的功能。以封闭白车身质量最小、扭转刚度最大为目标,车身1阶弯曲模态、弯曲刚度和弯扭工况强度为约束,板件厚度、主断面位置和主断面形状等54个参数为设计变量,采用NSGA-Ⅱ算法,对封闭白车身进行轻量化多目标优化。优化算法根据性能梯度变化和相应的搜索功能实现了"分析驱动设计"的理念。优化结果表明,封闭白车身质量降低32.41kg,轻量化率达7.63%。除白车身静态弯曲刚度降低0.74%之外,其他性能均得到提升,最大的改善率为2.69%。     

基于模态和刚度灵敏度分析的白车身轻量化研究

以某在研车型为研究对象,建立了白车身有限元模型,以车身板厚为设计变量,基于模态和刚度进行了灵敏度分析,综合考虑汽车的制造成本和性能要求,找到影响较大的部件进行优化,并确定最终方案。经过优化白车身共减重10.2 kg,轻量化指数降低了0.22,性能验证分析的结果显示白车身模态、刚度、强度、安全各项性能均能满足目标值的要求,表明基于模态和刚度灵敏度分析的白车身轻量化分析方法是有效的。     

基于区间分析的汽车平顺性优化

基于区间分析方法,建立了一种汽车悬架平顺性的不确定性优化模型。以悬架弹簧刚度和减振器阻尼为设计参数,车身加速度均方根值最小化为目标,悬架刚度和固有频率等为约束,并使用区间描述设计变量的制造和测量误差。利用公差指标和区间可能度,将该不确定性优化模型转化为确定性优化问题,并利用序列二次规划法和非支配排序遗传算法进行求解;在保证平顺性目标的前提下,使设计变量的对称公差最大化,以降低制造成本。最后,该方法被应用于两自由度1/4车身和7自由度整车车身悬架振动系统的平顺性优化。     

基于组合优化策略的白车身轻量化设计

以某SUV车型为研究对象,对白车身进行轻量化设计。建立了整车有限元模型,选取关键零件的板厚作为设计变量,以整车模态、刚度、NVH及碰撞性能为优化约束条件,以质量为目标,建立各项性能指标的径向基神经网络近似模型,采用多岛遗传算法及山单纯型法相结合的优化策略对白车身进行多学科联合优化,在保证各项性能满足要求的前提下,使白车身重量降低了9.7kg。     

引入控制变量的车身噪声传递函数优化研究

为解决车辆整备车身噪声传递函数优化中消除某噪声传递函数声压级峰值时易引发新的噪声声压级峰值的问题,提出引入控制变量的车身噪声传递函数优化方法。以某车型驾驶室为研究对象,构建优化模型,以驾驶室结构板件厚度为变量,利用所提出的算法对涉及的参数进行迭代优化。结果表明,该方法有效降低了目标频带内的噪声传递函数声压级峰值。     

基于SHCA-T算法的车身骨架多工况耐撞性优化设计EI北大核心CSCD

为解决多变量非线性动态结构优化效率低、难以收敛等问题,提出求解车身骨架厚度优化的子区域混合元胞自动机(SHCA-T)算法以及多工况SHCA-T算法,实现车身骨架多工况耐撞性高效优化设计。该方法包括内外两层循环:外层循环主要开展碰撞仿真分析、计算输出响应,更新目标质量,实现结构质量的最小化;内层循环主要根据当前元胞及其邻胞的内能密度,按照PID控制策略调整元胞厚度,使内层循环的当前质量收敛于目标质量;最终使元胞内能密度分布尽可能逼近阶跃式目标内能密度函数。为了验证SHCA-T和多工况SHCA-T算法的精度和效率,将其用于求解侧面碰撞和侧面柱碰工况下车身骨架的厚度优化问题,并与基于伪CEI准则的并行约束EGO(EGO-PCEI)算法的优化结果进行对比。结果表明:在收敛精度相当的条件下,SHCA-T和多工况SHCA-T算法具有更高的全局搜索效率。     

基于PSO算法的反力架设计与优化

为提升盾构隧道专用反力架轻量化水平和降低制造及运输成本，对其结构进行优化。首先，依据设计的反力架结构建立其有限元模型，并结合工程数据类比确定载荷条件，验算反力架强度及刚度； 然后，以所有板材厚度为自变量、反力架总质量为因变量，利用方差分析的方法获得主效应图，确定5种对结构总质量贡献量大的板厚为优化变量； 最后，以5种板厚为设计变量，强度、刚度指标作为约束条件，反力架质量最小为优化目标，采用PSO算法进行求解。结果表明： 优化后结构的最大应力为252.2 MPa,最大变形为10.6 mm，反力架总质量从305.78 t降至274.85 t，减重比例为10.1%(30.90 t)，验证了结构优化的有效性。     

车身壁板自由阻尼层稳健性优化设计

在车身壁板自由阻尼层的优化设计中,提出了考虑阻尼材料参数不确定性波动的稳健性优化设计方法。首先,在车身防火墙、地板和顶棚等区域全敷阻尼材料;其次,以等效辐射声功率(ERP)为优化目标对阻尼层布局进行拓扑优化并验证优化效果;最后,以阻尼层厚度为随机设计变量,损耗因子和弹性模量为随机变量,质量最小为优化目标,并结合径向基函数(RBF)近似模型、蒙特卡洛模拟(MCS)和序列二次规划算法(SQP)对阻尼层进行6σ稳健性优化设计。结果表明,优化后车身自由阻尼层的总质量减少了50.45%,并且车身结构噪声性能达到了6σ质量水平,实现了保证车身轻量化要求下的阻尼层稳健性优化的目标。     

概念车身框架结构的多变量截面参数优化

建立了由Timoshenko梁单元、Mindlin四边形板单元及接头单元构成的概念车身框架结构简化模型,并对该复杂结构进行了参数优化.为简易求解,将梁单元的力学特性参数转为截面几何变量,以梁单元、板单元截面几何参数为设计变量,以车身框架质量最小、刚度最大为目标,建立多目标优化模型,并采用Pareto遗传算法进行求解.算例表明:经过有限代进化,所有个体全部落入可行域内,并最终找到较优解;优化后的模型车身质量减轻,刚度提高.     

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%。     

某车身上纵梁外板件的轻量化设计和工艺降本分析

正根据车身上纵梁外板件的功能需求提出新的结构设计方案,在满足结构轻量化的同时,对冲压成形工艺和板料工艺进行优化,降低零件制造成本。在车身轻量化需求日益迫切,汽车的制造成本急需降低的今天,对车身结构和制造工艺的深入优化变得更加重要。在已经量产的车型上面进行设计优化,以期望在小改款时实现减重和降本需求,或者在车型设计之初选择合适的轻量化结构和制造工艺,是进行车身设计的重要方向。把结构轻量化和     

基于RSM的类车体气动阻力全局造型优化

全局优化减阻已成为汽车车身造型设计的必然趋势。为探索轿车车身造型气动因子控制的减阻效果,获得车身减阻全局优化方法,文中以某实车简化后的类车体为优化原型,选取6个气动因子作为设计变量,应用响应曲面法（RSM）对类车体进行全局气动阻力造型优化。结果显示,全局优化较局部优化更能体现设计因子对气动阻力系数的效应;对因子间的相关性分析论证了传统局部气动造型方法收敛于局部最优解的局限性;RSM法应用于车身全局减阻优化具有高效性,优化后的类车体更加流线化,整套方法可为汽车车身前期的气动优化提供借鉴。