拓扑优化设计在客车白车身刚度提升中的应用

建立某客车白车身有限元仿真模型,对其进行刚度仿真分析,并使用拓扑优化方法对地板骨架及行李舱骨架进行优化设计。在不增加重量的前提下,有效提升客车白车身的刚度性能。     

基于扭转模态的某白车身结构分析与优化

白车身扭转模态是评价白车身性能的重要指标,是控制汽车NVH性能的关键指标。文章采用CAE仿真分析方法,在项目初期对白车身扭转模态进行计算,通过对振型的分析,查找出导致白车身扭转模态偏低的主要原因是全景天窗开口大,结构薄弱。通过对全景天窗骨架结构刚度的优化,提升了白车身扭转模态。     

基于拓扑优化的白车身扭转刚度性能设计

车身扭转刚度对整车操纵稳定性和NVH性能具有重要的影响,是车身设计的重点和难点。文章针对某车型白车身的扭转刚度性能提升设计,通过采用局部结构拓扑优化的方法,有效识别了提升性能的局部拓扑优化结构,以最少的重量增加实现性能最大化设计,并制作了实际加强方案,白车身仿真分析验证了方案的有效性。     

基于灵敏度方法的白车身扭转刚度提升研究

白车身扭转刚度是车身性能非常重要的指标之一,对整车的耐久性,舒适性和操稳性有着直接的影响。一般情况下,白车身扭转刚度与车身结构、型腔断面和材料厚度有着直接关系。文章在某车型车身结构和型腔断面受限的情况下,采用重量灵敏度分析的方法提升白车身扭转刚度,总结出两条重量灵敏度随零件料厚变化的规律,研究了如何合理分配料厚来提升白车身扭转刚度。     

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。     

某小型客车车身骨架轻量化综合优化设计

建立某小型客车骨架的隐式参数化有限元模型,以骨架扭转刚度、弯曲刚度、扭转模态及强度为约束条件,重量最低为目标,选取侧围结构进行局部拓扑优化,然后对骨架型材的截面和壁厚进行尺寸优化.最终,车身骨架实现减重26.7 kg.     

车身轻量化系数在重型载货汽车车身开发中的应用

介绍了重型载货汽车白车身轻量化系数的优化方法——提高白车身的静态扭转刚度和减轻白车身质量,并详细论述了二者的优化方法,即通过优化拓扑、车身局部结构和接提升了白车身静态扭转刚度,通过应用高强度钢板和降低顶盖外板料厚度实现了车身质量的减轻,最终使车身轻量化系数得到很大提升。     

白车身模态与静刚度关联性的研究——扭转

在乘用车整车NVH（噪声、振动与声振粗糙度）性能的开发过程中,白车身的弹性体模态与静刚度是衡量车身结构特性的两个重要指标。文中阐明了白车身模态与其扭转刚度的关系,以某小型乘用车白车身为例,通过模态试验数据计算得出各主要模态所对应的白车身扭转柔度、扭转柔度贡献度,进而得到其扭转刚度,并与刚度试验结果对比,验证了白车身模态与扭转刚度的数学关联性,为新车型开发阶段综合控制车身重量、优化模态分布和扭转刚度提供参考。     

商用车白车身刚度影响因素分析

文章通过对白车身刚度计算方法的分析,并结合大量试验来研究约束方式和挡风玻璃对商用车白车身刚度的影响。通过试验数据的分析可知:约束方式对商用车白车身扭转刚度和弯曲刚度基本无影响,刚度偏差值在5%以内。挡风玻璃对商用车白车身扭转刚度贡献大,刚度提升幅度可高达111%;对商用车白车身弯曲刚度贡献小,刚度提升幅度在5%以内。文章所得出的结论在一定程度上能够指导白车身刚度试验和修正白车身设计。     

基于应变能分析的白车身结构胶布置优化

为提高某白车身弯曲和扭转刚度,在不改变其结构的前提下,引入了焊接结构胶和点焊混合连接的手段,并提出通过分析车身应变能分布形式决定结构胶分布的方法,得到了优化的结构胶布置方案。与原结构相比,优化结构胶布置位置后,以最少的结构胶胶线获得了较高的白车身弯曲和扭转刚度,BIP弯曲刚度提高11%,扭转刚度提高5%;BIW弯曲刚度提高10.7%,扭转刚度提高6%。     

多目标遗传算法在车身动态性能优化中的应用

建立了某SUV白车身有限元模型,对车身静态刚度和模态分布进行优化,改善了白车身的振动性能。通过灵敏度分析筛选白车身关键部件的厚度并将其作为优化变量,以车身的扭转刚度和质量作为目标,建立其径向基函数模型,将静态刚度、车身1阶扭转和1阶弯曲模态频率作为约束条件,并利用多目标遗传算法对车身性能进行优化。试制了优化后白车身关键部件,并进行模态试验,验证了优化结果的正确性。优化后在总质量增加0.55%的情况下,提升了车身整体刚度,改善了模态频率分布,后排左、右侧座椅安装点的传递函数峰值分别下降了47.50%和49.37%,极大地改善了车身振动性能,为整车NVH性能的提升打下良好基础。     

轿车白车身重量目标设定方法

文章探讨了影响轿车白车身重量的因素,包括总质量,车身扭转刚度,长、宽、高等尺寸参数,并通过最佳子集回归分析找到影响轿车白车身主要因素。最后,基于多元线性回归分析,研究最佳影响因素与白车身重量间的关系,并推导出一种用于轿车白车身重量目标设定方法,为项目研发过程中车身重量目标的开发设定提供重要参考。     

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...     

基于刚度的某客车骨架灵敏度分析与结构优化

建立某电动客车整车骨架有限元模型,进行车身结构的弯曲刚度和扭转刚度有限元计算;然后进行车身弯曲刚度、扭转刚度及质量对构件厚度的灵敏度分析,依据灵敏度分析结果,优化车身构件厚度,提高车身骨架结构的扭转刚度和弯曲刚度,同时质量不增加。     

白车身刚度试验与仿真分析研究

在刚度试验台上对某MPV白车身进行弯曲和扭转刚度试验,并与有限元分析结果进行对比,其结果表明:扭转刚度对比误差为7.56%,弯曲刚度对比误差为1.85%,仿真精度满足要求,可以为进一步的结构分析优化提供基础。     

基于Sobol'法的白车身弯扭刚度灵敏度分析及优化设计

为了提高某轿车白车身弯扭刚度性能,文章采用全局灵敏度分析方法进行白车身结构优化设计。首先,分别建立白车身弯曲刚度及扭转刚度的有限元模型,进行结构性能的分析;然后,以车身部件的厚度作为分析参数,采用基于Sobol'法的全局灵敏度分析方法,获得各个部件对弯扭刚度的综合贡献度;最后,根据部件的敏感程度进行结构优化设计。结果表明,在兼顾白车身总质量的前提下,弯曲刚度提高15. 66%,扭转刚度提高12. 28%,显著提高了白车身的结构性能。     

基于DOE的汽车白车身结构优化

运用HyperMesh软件建立了白车身的有限元模型,从模态分析、静态扭转刚度和静态弯曲刚度三个方面考察其NVH特性;根据试验设计的方法,对白车身轻量化进行极差分析、方差分析和显著性分析,获得最优的试验方案。结果表明,与原有设计方案相比,优化方案降低了白车身重量,提高了白车身的刚度和一阶扭转频率,这为白车身轻量化提供了借鉴。     

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.     

基于扭转刚度的电池包与车身集成设计研究

白车身扭转刚度是承载式车身的重要力学性能指标，对整车操稳性有着直接的影响，同时也是衡量车身轻量化水平的重要指标。由于新一代的纯电车身与传统车身有较大的结构框架差异，因此在车身设计初期，以提升扭转刚度为目标重新定义传力路径。本文基于理论分析及拓扑优化的方法找寻车身扭转刚度的最佳传力路径，通过电池包与车身的集成设计，使得车身形成多个近似圆环状的封闭结构。在车身没有增加额外质量的前提下，白车身扭转刚度可达到40 000 N·m/（°），车身轻量化系数达到1.75，做到纯电车的领先水平，同时使得整车操稳性能也大幅提升。     

基于线框模型的白车身刚度定性仿真

提出一种参数化白车身线框几何模型的构建方法,基于此线框模型快速建立白车身刚度计算有限元模型,实现了概念设计阶段白车身刚度的定性评价.以某白车身为例,计算了概念设计阶段定性仿真模型与详细设计阶段定量仿真模犁的弯曲刚度和扭转刚度.计算结果表明,概念设计阶段和详细设计阶段的弯曲刚度与扭转刚度值均在相差10%左右.