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%。     

考虑气动阻力和横风稳定的汽车车身多目标优化设计

综合考虑了气动阻力特性和横风稳定性,对车身外形参数进行了多目标自动优化设计。综合利用参数化建模技术、计算流体力学(CFD)仿真、试验设计方法、响应面模型和智能优化算法,集成Pro/Engineer参数化建模和ICEM网格划分工具以及Fluent仿真软件,在多学科优化平台modeFRONTIER上,搭建了一种自动优化设计流程。利用该流程,基于遗传算法(GA)对MIRA快背式模型车身几何外形进行了改型设计,得到了考虑车身气动阻力特性和横风稳定性的最优权衡设计解集。该结果使得气动阻力因数降低了5.2%,侧向力因数降低了5.8%。因而,实现了车身气动阻力和横风稳定性的多目标优化。     

基于计算机视觉的汽车整车尺寸测量系统

针对汽车尺寸测量的应用背景，根据双目视觉原理开发了一套基于计算机视觉的汽车整车尺寸测量系统。论述了该双目视觉测量原理及传感器模型，利用图像差值法实现车身目标检测，并在此基础上利用Sobel算法、阈值化等技术实现特征点提取。结合特征匹配与区域匹配技术实现立体匹配，并完成自动测量。试验结果表明，该系统可以实现汽车整车尺寸的自动、快速、准确测量。     

基于单目测距和逆向路径规划的自动平行泊车

根据生活实际的需要,文章提出一种基于单目测距和路径规划的自动泊车方法。首先确定泊车目标位置相对于车身的坐标,按照图像与实景比例在摄像机拍摄的图像中生成车身轮廓线框。然后驾驶员进行车身线框与泊车位的匹配,最后计算机实行逆向路径规划,采用碰撞分析,规划出最短泊车路径。此方法有效地解决了传统泊车系统利用超声波实时测距需要左右车位有车的局限性,并通过Matlab siumlink搭建模型进行运动仿真,检验了此方法的可行性和稳定性。     

车身正向开发过程中的优化设计

研究了如何在车身的各个开发阶段,合理地应用多种优化设计方法。以某款车的白车身正向开发为例,运用拓扑优化技术,找到白车身结构最有效的材料分布;建立全参数化的几何/有限元模型,研究载荷传递路径,确定车身结构,采用基于实验设计与近似模型的参数优化技术,平衡白车身的结构、安全、振动噪声等性能和车身质量,得到了最优设计方案;优化零件形貌,设计冲压筋。通过4个具体的案例(拓扑优化、路径研究、参数优化和形貌优化),合理的运用多种优化设计方法,优化车身正向开发流程,提高开发效率,提升车身的结构、安全和振动噪声等性能,并降低车身质量。     

基于隐式参数化模型的车身结构优化设计

引入隐式参数化模型的概念,并结合有限元网格自动生成技术,对车身模型各项特性参数进行有效设置,可实现运算过程无须人工干预的优化循环,对车身结构进行形状与拓扑优化。以某车型为例,对前保险杠与碰撞盒组成的系统结构进行了基于耐撞性能的优化。优化后结构对于增强车身耐撞性效果明显。     

基于耐撞性能的白车身简化模型建模研究

以白车身前纵梁为例,基于白车身的耐撞件能对设计初期简化模型的建模进行了研究.引入神经网络技术实现了白车身耐撞性能参数与梁单元特性参数的非线性映射,通过提取和储存梁单元的特性参数,实现了梁单元模型对传统壳单元有限元模型的等效替代和模型优化.研究表明,通过神经网络技术得到的梁单元模型能够准确体现白车身的正碰特性参数,可在概念设计阶段对车身耐撞性进行有效预测.     

车身结构耐撞性的概念设计仿真

车身结构耐撞性的概念设计是由车辆乘员伤害指标确定出整车碰撞波形（正面碰撞），根据波形将车身结构性能分解参数化设计，文章从CAE建模角度。探讨比较了建立车身概念设计模型的各种主要方法工具，包括LMS模型、有限元Beam—element模型和多体MadymoFrame模型。表明各模型的建模特点和基本方法主要取决于结构刚度特性和惯性特性的提取与参数化。指出三维模型在概念设计阶段具有适用性和局限性。     

基于有限元法的轿车车身结构及焊点疲劳寿命分析

以某型轿车车身为例,建立车身的有限元模型,在对车身进行了单位激励下的冲击响应分析并得到应力应变分布结果的基础上,利用M iner损伤累积准则,在MSC.Fatigue软件中对车身的疲劳寿命进行仿真分析,估算出该型车在D级路面上行驶时的结构及焊点疲劳寿命,分析结果显示出的危险部位与实车实验基本一致。     

概念设计中梁截面对车身刚度影响的研究

利用NX建立了全参数化的概念车身模型,通过改变梁截面的方向和厚度以改变截面特性,研究了车身概念设计中梁截面对车身刚度的影响.利用HyperMesh计算了车身详细模型中门槛侧梁的灵敏度,与在概念车车身模型中求得的灵敏度进行比较,结果证明在概念设计阶段研究梁截面对车身刚度的影响可行.对门槛侧梁截面的厚度和形状进行了优化设计,减轻了概念车车身的质量.     

微型客车车身结构正面碰撞参数化模型的建立

选取某微型客车为研究对象,通过实车正面碰撞试验和计算机仿真分析,建立了用于概念设计阶段的面向微型客车车身结构正面抗撞性设计的参数化模型,阐述了建立模型的建模技术。所建的参数化模型已经通过了有效性验证,而且该模型支持微型客车概念设计阶段的结构正面抗撞性快速方案设计。     

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。     

实测道路载荷谱在新开发车型车身疲劳分析中的应用

根据新研发车和现有车型具有相同底盘平台的特点,提出一种利用现车道路载荷,快速进行新车车身疲劳分析和评估的方法。建立新车多体模型,放大现车道路载荷并结合轮胎接地位移为输入。根据车轮力传感器(WFT)载荷测量特点,正确地对模型加载激励,仿真得到车身载荷谱。选用合理疲劳分析方法预测车身寿命,以现车车身的疲劳分析损伤为目标,对不合格局部进行合理优化,最终新车车身达到设计耐久目标。     

车身动力总成悬置安装点动刚度分析与优化

某SUV四驱车加速过程中在发动机转速为3800 r/min时车身前地板振动明显,严重影响车内乘坐舒适性。基于车身模态的频率响应,本文着重对车身动力总成悬置安装点进行了频响特性分析;根据分析结果,找出车身局部动刚度不足的原因,对安装点局部结构进行优化,消除了频响曲线中峰值,解决了车身动力总成悬置安装点动刚度不足的问题,对车身动力总成悬置安装点或其它局部的动刚度优化供了一定参考价值。     

实测道路载荷谱在新开发车型车身疲劳分析中的应用 摘

根据新研发车和现有车型具有相同底盘平台的特点,提出一种利用现车道路载荷,快速进行新车车身疲劳分析和评估的方法。建立新车多体模型,放大现车道路载荷并结合轮胎接地位移为输入。根据车轮力传感器（WFT）载荷测量特点,正确地对模型加载激励,仿真得到车身载荷谱。选用合理疲劳分析方法预测车身寿命,以现车车身的疲劳分析损伤为目标,对不合格局部进行合理优化,最终新车车身达到设计耐久目标。     

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%。     

基于正向开发流程的车身轻量化设计

从概念设计阶段开始,通过隐式参数化建模的方法建立一个全参数化白车身模型,采用分步优化设计的方法,在保持对整车性能控制的同时,使轻量化设计贯穿整个过程。在不同阶段分别针对整车模态、弯扭刚度、碰撞性能和质量等指标进行优化。先后经过结构拓扑优化、车身尺寸优化、局部形状优化、零件厚度优化、碰撞性能优化,最终得到车身多个性能均满足要求时的最佳车身尺寸和轻量化方案。     

中型客车车身骨架的参数化设计方法研究

将先进的参数化思想运用于客车车身骨架的设计中,总结出一套基于特征和约束的参数化设计方法和原则。根据客车通用的结构特点,以已有车型作为参照,在Pro/Engi-neer的平台上利用Pro/Program进行二次开发,创建了中型客车车身骨架的参数化模型,并提出了参数测试的方法和步骤。本方法的应用将大大缩短设计开发周期,并有效降低设计成本。     

可视化汽车车身表面气动网格的生成

根据汽车空气动力学仿真的要求，结合模型客车，应用可视化技术，首先对汽车车身表面进行了合理的分片及参数化处理，多面手应用网格生成的基本原理和方法，生成了参数空间的网格，最后应用了计算机理论，将参数空间的网格变换最物理空间，即得到了汽车车身表面的气动网格。     

基于NX的节能赛车车身设计与制造

论文以第9届Honda中国节能竞技大赛作为设计背景进行节能竞赛车车身正向设计。整个设计过程在满足竞赛要求的基础上,以降低整车机构复杂度和选择合理的车身材料从而降低整车整备质量,减小整车阻力为主要指导思想。基于空气动力学、人体工程学、机械工程学以及美学方面的知识对节能竞技车的车身各部位进行合理的设计与布置。论文利用NX软件勾勒车身形态特征线,再利用强大的曲面造型功能建立车身三维数字化模型。基于该模型完成节能赛车车身的制作,并在比赛中取得理想的成绩。