基于区域灵敏度及空间多层形貌的车身设计(3)
时间:2015-10-16 11:06 文章来源:http://www.lunwenbuluo.com 作者:胡朝辉,于万元,陈少 点击次数:
例以区域4即B柱下接头(图8)加强板优化进行5.3基于区域灵敏度及空间多层形貌的车身说明。
对分割出来的B柱下接头区域的加强板进行多层空间形貌优化设计,通过提高该接头的刚度来提高整车的刚度。应用前文提出的空间多层形貌优化方法,B柱下接头刚度提高了30%左右。优化过程中,灵敏度筛选图、优化后的加强板有限元模型与初始加强板模型如图9、图10所示,优化结果符合工程要求,优化结果可直接指导后续的接头结构设计。
图9优化后B柱下接头加强板
图10优化后B柱下接头加强板
设计人员采用本文的优化结果,根据冲压工艺、外造型的要求对优化结果进行适当调整,建立接头最终的CAE模型并应用到实车当中,如图11所示。
图11最终加强板CAE模型及实车加强板照片将区域灵敏度计算得出的其他几个关键灵敏度高的区域中的A、B、D上接头的加强板均按多
本例应用区域灵敏度、空间多层形貌优化技术,对A、B、D接头区域进行结构优化设计,在提高了白车身性能的基础上,进行车身零部件厚度的轻量化设计。同时,与未经性能提升而直接进行车身零部件厚度轻量化设计的传统方法进行了对比。
表2所示为两种不同分析方法的设计变量的初始值及优化值。从表2可以发现,基于区域灵敏度分析及空间多层形貌优化的轻量化设计,其零部件的厚度得到更科学的优化。
表3所示为两种不同分析方法的性能及轻量化效果。从表3可以看出,基于区域灵敏度及空间多层形貌优化的轻量化设计后,扭转刚度基本不变,同时白车身质量减重22.7kg,而传统的轻量化方法扭转刚度下降920Nom/〇,仅仅减重了117kg。
表3两种优化结果对比
为验证区域灵敏及多层形貌优化轻量化后的白车身详细有限元模型的有效性,对结构优化后?
样车进行了白车身扭转刚度试验。图12为白车身扭转刚度仿真曲线和试验曲线对比图,经曲线对比可知,仿真分析计算结果与试验结果基本吻合。从图12看出,前悬(:r=1m)处的扭转角为0o55°试验扭转是6000/0.55=10909Nom/(°),与白车身详细有限元模型的计算结果误差控制在10%以内,表明此方法的可行性。
6结语
本文提出了一种用于研究汽车白车身轻量化设计的新型灵敏度方法--区域灵敏度分析方法,该方法能有效解决关键区域灵敏度分析的问题。同时,提出的空间多层形貌优化技术能有效实现零件沿法向正反两个方向的结构形貌优化。研究结果表明,利用这两种方法可实现车身高性能下的更大轻量化。
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