基于区域灵敏度的发罩结构优化设计

传统的灵敏度分析对象都是车身结构的零部件,对汽车结构性能提升的指导也大多局限于板件厚度的减薄与加厚,而且都是通过对车身板件厚度灵敏度分析,没有对零件的各个区域进行灵敏度分析,并进行结构优化设计。本文提出了一种将零件划分为不同的区域,通过各区域对结构性能的进行灵敏度分析,并对灵敏度较大的零件区域进行结构设计的方法,可以避免在零部件结构优化中对结构修改的盲目性,提高设计效率,减少设计成本。本文以发动机罩为例,对发动机罩的扭转刚度进行提升,首先将内板进行区域划分,通过内板各区域对发罩扭转刚度的灵敏度分析,获得对发罩扭转刚度贡献较大的内板区域,并对该区域内板进行结构优化设计,最后通过CAE分析验证,证明了结构优化的有效性,该方法可以推广应用到车身其它零件的结构优化设计中。     

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。     

灵敏度分析在车身结构优化设计中的应用

应用灵敏度分析的方法对车身结构进行优化设计。首先,根据有限元分析,获得车身的模态和刚度性能;再次,以车身模态和刚度为约束条件,车身质量最轻为优化目标进行灵敏度分析,根据灵敏度分析结果选择合理设计变量,进行车身结构优化。优化后,不但实现了车身轻量化,还提高了车身模态频率和刚度。     

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。     

灵敏度分析方法在车身轻量化中的应用

建立了某轿车车身有限元模型,由有限元分析求得车身固有频率与刚度值,并通过模态试验验证了该模型的合理性.根据车身构件的灵敏度分析结果选择设计变量,在提高车身刚度和动态性能的前提下,以轻量化为目标优化车身构件厚度,使车身总质鼍减轻了9.7%;刚度和固有频率也都有所提高.     

GL6466轻型客车车身结构轻量化优化研究

用梁单元建立了GL6466型轻型客车车身骨架有限元模型,并验证了模型准确性.以车身总质量为目标函数,选取车身骨架主要型材的截面参数为设计变量,以车身弯曲刚度和扭转刚度、关键部位应力、1阶扭转固有频率为约束条件,进行灵敏度分析.根据灵敏度分析结果确定优化设计变量,对该轻型客车车身结构进行优化后,车身总质量减轻8.1％,而...     

大型客车门窗口变形分析与优化

提出了大客车车身优化门窗对角线变形量的方法.通过对门窗对角线变形量的灵敏度分析结果进行适当处理,筛选出部分梁截面尺寸作为设计变量对车身结构进行了尺寸优化.优化结果表明,在质量略有增加的情况下,车身结构的模态特性基本保持不变,刚度特性得到大幅提升,优化后的车身结构满足了各项设计要求.     

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。     

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。     

基于拓扑优化的纯电动大客车车身骨架轻量化多目标优化设计

为了在满足性能要求的前提下有效降低纯电动大客车车身骨架结构质量,减少客车行驶阻力,节省电耗、提高续航里程,进而提升整车的性能品质和市场竞争力,对客车车身骨架进行了轻量化多目标优化设计。建立了某纯电动大客车车身骨架结构的有限元模型,以客车车身骨架总柔度最小为目标,设计区域的体积为约束条件,设计区域各单元的相对密度作为设计变量,对车身结构的车顶骨架、车底骨架和左右侧围骨架进行了拓扑优化设计,并根据拓扑优化结果提取出了大客车车身骨架的拓扑结构。通过相对灵敏度分析,从21个设计变量中确定出13个对车身骨架性能不敏感但对减重较敏感的设计变量,然后以车身骨架质量M最小、一阶扭转频率Ft和弯曲频率Fb最大作为目标,以弯曲和扭转工况下车身骨架结构的静柔度Cb和Ct小于给定值作为约束条件,以相对灵敏度分析确定出的13个壁厚参数作为设计变量,用尺寸优化方法和多目标遗传算法(MOGA)对大客车车身骨架结构进行了轻量化优化设计,并在4种典型工况下对优化前后的大客车车身骨架结构的静、动态性能进行了分析对比。结果表明:所建立的纯电动大客车车身骨架拓扑优化方法、相对灵敏度分析方法与轻量化多目标优化设计方法有效,在满足大客车车身骨架结构性能要求的前提下,实现减重303kg,减重率为11%,轻量化效果显著。     

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...     

商用车车身高强钢应用部位优化方法研究

通过将商用车的动态碰撞过程转换为静态挤压过程,以白车身各部件的钣金厚度为变量,开展基于等效碰撞的乘员生存空间对各部件刚度的灵敏度分析,以此找出白车身不同部位零件刚度对乘员生存空间的影响。结合各部件的成型工艺性,制定出相关部件的材料强度提升方案,进行碰撞仿真分析,对材料强度优化前后的碰撞结果进行对比,结果表明该方法对车身高强钢应用部位的优化具有一定的指导作用。     

轿车车身静态刚度计算及静态竖直弯曲刚度优化分析

采用UG软件建立了某国产轿车白车身静态分析有限元模型，计算并验证了其主要工况下的静态扭转特性，并进行了轿车车身静态弯曲挠度关于板单元厚度的灵敏度计算分析。针对分析结果进行了具体加强刚度的优化设计。     

发动机悬置支架模态提升与轻量化设计

发动机悬置支架是动力总成系统中的重要零部件,对于汽车的NVH性能有着重要影响。文章基于某款皮卡车的动力总成悬置车身端支架一阶模态频率不达标的问题,提出优化方案,通过拓扑优化对结构进行减重分析,优化后车身端悬置支架结构不仅模态频率达到了设计要求,还实现了该悬置支架的轻量化设计。计算结果表明了本分析优化方法的有效性,该研究对于车身端悬置支架及车身上其他零部件设计都具有一定的参考意义。     

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。     

基于正交实验法的车身侧面碰撞性能优化

建立车身有限元模型进行仿真分析。输出B柱加速度曲线并与实车侧面碰撞结果对标,使有限元模型能够表征物理样车,仿真结果具有可信性及预测性。进行CAE侧面碰撞仿真,采用正交试验法分析车身侧面结构中的7个零件,考核各零件对车身侧面碰撞性能指标的影响,寻找出对车身侧面碰撞性能影响较大的零件及区域。进行优化设计,利用CAE仿真手段来验证优化方案。结果表明:通过该方法,能够判断对车身侧面碰撞性能影响较大的零件和区域,以及影响因子。能够快速、合理、有针对性的进行车身结构优化,达到优化目标。     

基于正交实验法的车身侧面碰撞性能优化

建立车身有限元模型进行仿真分析.输出B柱加速度曲线并与实车侧面碰撞结果对标,使有限元模型能够表征物理样车,仿真结果具有可信性及预测性.进行CAE侧面碰撞仿真,采用正交试验法分析车身侧面结构中的7个零件,考核各零件对车身侧面碰撞性能指标的影响,寻找出对车身侧面碰撞性能影响较大的零件及区域.进行优化设计,利用CAE仿真手段来验证优化方案.通过该方法,能够判断对车身侧面碰撞性能影响较大的零件和区域,以及影响因子.能够快速、合理、有针对性地进行车身结构优化,达到优化目标.     

基于灵敏度分析的载货汽车车架结构优化

针对某载货汽车车架的静动态特性,进行了优化设计。在建立有限元模型的基础上,取弯曲应力灵敏度与质量灵敏度比值绝对值较大的横梁和纵梁板厚度为设计变量,采取灵敏度分析方法对车架结构进行了轻量化优化设计。优化结果表明,基于灵敏度分析的优化方法可行,在提高性能的同时减轻了车架质量。     

基于刚度灵敏度分析的客车车身轻量化研究

建立了某国产全承载式客车车身有限元模型,通过静动态电测试验验证模型的准确性,进而进行刚度灵敏度分析确定优化设计变量,运用有限元分析软件进行优化.在优化的基础上提出轻量化方案,达到保证在刚度变化最小及规定强度下使车身骨架质量减轻的目标.