基于灵敏度分析的白车身结构轻量化设计

建立了白车身有限元模型,并用模态实验验证了模型的正确性,利用有限元法分析了该模型一阶扭转模态频率灵敏度和车身质量灵敏度,选取相对灵敏度绝对值较大的车身板件作为轻量化设计变量,以白车身质量为优化目标、一阶扭转模态频率为状态变量进行优化,优化后白车身质量降低10.5kg.     

基于刚度灵敏度分析的轿车白车身结构优化

以国内桌型轿车车身为研究对象,建立了车身结构优化的有限元模型.基于刚度准则,在加载工况下对车身进行刚度灵敏度分析.在此基础上利用均匀设计法设计了优化实验.优化结果表明:优化后的车身结构、刚度和灵敏度更为合理,在车身刚度不变的情况下,车身总质量减少了8.9kg.     

基于灵敏度分析的商用车驾驶室白车身轻量化设计

为了提高商用车前期设计阶段的工作效率,在商用车白车身设计的概念阶段引入隐式参数化建模思想.使用SFE-CONCEPT软件建立某商用车驾驶室白车身隐式参数化模型并对该模型进行实验设计分析,录入白车身63个零/部件的厚度数据作为设计变量的筛选基础,分析其对模态、刚度和质量的灵敏度,并定义相对灵敏度,选出对质量影响较大的零/...     

基于灵敏度分析的商用车白车身轻量化研究

对某商用车白车身进行模态、弯曲刚度及扭转刚度有限元分析。然后对该白车身总成构件进行灵敏度分析,以确定优化设计变量,在保证白车身模态及刚度性能不比优化前降低的前提下,以白车身总质量最小为优化目标。通过优化,使该白车身总成质量降低约5.1%,同时固有频率及刚度性能也有略有提升,达到了轻量化效果。     

轿车白车身刚度分析及轻量化设计研究

以某国产轿车车身为研究对象,建立了白车身有限元模型。运用Radioss求解器对该模型进行刚度分析,计算白车身扭转刚度及弯曲刚度,绘制车身扭转刚度曲线、弯曲刚度曲线并计算车身主要开口部分的变形量,分析比较刚度的分配情况,然后对车身结构件进行优化,使车身刚度有所提高,白车身质量减少8.2kg。     

基于灵敏度分析的某铝合金白车身轻量化研究

以某铝合金白车身为研究对象,建立有限元分析模型。以车身结构关键零部件的厚度为设计变量,对白车身质量、模态频率、弯曲刚度、扭转刚度进行灵敏度分析。根据灵敏度分析结果,对以上结构性能灵敏度较低的部件进行轻量化、对结构性能影响较大的部件进行厚度优化。最终在保证铝合金白车身以上结构性能不降低的情况下,提出具有重要指导意义的轻量化方案,实现了满意的减重效果。     

白车身基于灵敏度分析减重优化技术

建立某SUV车型白车身的有限元模型并分析计算车身刚度及其模态,在此基础上分析板厚对对白车身弯扭组合工况的灵敏度,找出影响车身结构特性的关键结构,对板厚进行优化分析,实现车身轻量化设计。优化结果显示:通过车身刚度灵敏度分析及其板厚优化,可实现车身的减重优化,为车身的优化设计提供参考。     

基于NSGA-Ⅱ混合灵敏度分析的白车身轻量化优化设计

针对白车身的轻量化问题,提出了一种基于混合灵敏度分析的参数化优化方法。通过有限元仿真,标定白车身的弯扭刚度及模态性能。以试验设计分析零件厚度相对白车身弯扭刚度及模态的灵敏度,确定并筛选出对白车身刚度及模态性能影响不大的零件。将零件厚度作为多目标优化的设计变量,以白车身质量最小化、弯扭刚度最大化为优化目标,模态性能为约束条件构建多目标优化设计函数。基于NSGA-II遗传算法,进行白车身结构的轻量化优化设计。经Isight优化求解仿真,优化所选零件的厚度,轻量化设计了白车身结构。轻量化设计后的白车身性能仿真结果表明,其刚度及模态性能得到保证的前提下,白车身质量减轻了5.7%。     

基于灵敏度分析的客车车身骨架轻量化设计

将静动态性能指标作为约束条件,建立车身骨架优化设计的数学模型.引入骨架梁截面重要度评价因子,利用对目标函数和状态变量进行灵敏度分析的方法确定优化设计变量,通过有限元Ansys软件的优化设计模块,采取分步优化的方式,进行客车车身轻量化设计.对某车型的计算结果表明,在最大等效应力、扭转刚度、低阶模态频率均较好满足使用要求的前提下,车身骨架累计减重达21.1％.说明该方法是有效的.     

轻型客车车身刚度灵敏度分析及优化

建立某国产轻型客车车身刚度有限元分析模型，确定有限元模型的边界条件及分析载荷，并对有限元模型进行试验验证。利用ANSYS软件就该车的车身骨架及车架各部件对车身弯曲刚度和扭转刚度的灵敏度进行分析，根据灵敏度分析结果选择设计变量，以车身的总质量和车身构件的最大应力为状态为量，以车身弯曲刚度和车身扭转刚度为目标函数，对该车的车身刚度和车身扭转刚度进行优化。     

基于弯曲刚度和扭转刚度的白车身优化分析

随着全球能源的日益紧缺和和制造成本增加,汽车轻量化设计已经成为汽车制造商的主流设计。为了降低白车身的重量,提出了基于刚度灵敏度的方法来实现减重。以处在开发的中后期的某款车为例,利用有限元软件Nastran进行了计算和分析。综合质量灵敏度、刚度灵敏度和优化板件的数量,提出了两种优化方案。并考虑到汽车处在的开发阶段、成本以及整车性能,选取了最佳的优化方案,在不降低汽车性能或者性能降低较小的情况下,实现了车辆的轻量化。最后对优化方案的选用原则和要求进行了总结。     

基于扭转刚度的白车身减重优化

白车身(Body in White,BIW)的扭转刚度是车身重要的力学性能之一,对整车各方面的性能有着直接或间接的影响。以某SUV车型为研究对象,运用HyperMesh软件建立了BIW的有限元模型,并对BIW的扭转刚度进行了仿真分析;为了提高BIW的扭转刚度,利用OptiStruct软件分析了零件板厚对扭转刚度的灵敏度,得到了影响BIW扭转刚度的关键区域;基于灵敏度分析结果,从板厚、焊点两个方面对扭转刚度进行了优化;对比最终优化前后的结果,扭转刚度增加了16.6%,质量减少了3.9 kg。     

基于拓扑优化与灵敏度分析的公交车车身骨架轻量化

运用有限元思想,采用优化设计方法,对某客车公司12 m公交车车身骨架进行了轻量化研究。以建立的车身骨架有限元模型为基础,进行了水平弯曲、极限扭转工况以及自由模态的模拟,分析了骨架的静动态特性。以骨架的一阶弯曲频率、一阶扭转频率、弯曲柔度以及扭转柔度为约束条件,以体积最小为目标函数,对骨架进行了拓扑优化。以拓扑优化结果为依据,选取371组杆件为设计变量,对骨架进行了灵敏度分析。根据拓扑优化和灵敏度分析的结果,结合企业对定型产品的规定要求以及钢结构材料的国标标准,提出了车身骨架的轻量化方案,使骨架质量减轻了240 kg。与原骨架相比,新骨架保持了振动特性,强度性能明显改善,实现了客车车身骨架轻量化目标。     

基于模态应变能及灵敏度分析白车身模态优化

白车身优化过程中,由于板件较多,直接使用模态灵敏度分析的分析对象多且计算量大。本文引入模态应变能分析方法,从而减少模态灵敏度分析对象,提高优化效率。基于模态试验验证的有限元模型,选取模态应变能分析的一阶模态振型下的薄弱位置,缩小模态灵敏度分析的板件范围,再根据灵敏度分析结果对板件厚度进行调整,提高白车身一阶模态频率。最终结果表明,优化后一阶模态频率由15.75Hz提高到了16.50 Hz,同时白车身质量未增加,实现了白车身模态性能提升的同时车身不增重。     

电动车辆白车身灵敏度分析及优化

在设计电动车辆白车身时,为了在保证刚度和模态性能的同时降低车身重量,可以通过以电动车辆白车身的钣金件厚度为设计变量,以刚度和一阶模态为车身性能约束指标,以板厚的变化范围为边界约束指标,得到刚度和一阶模态对钣金件厚度的灵敏度,进而调整钣金件的厚度,对车身进行优化。研究结果表明,在不影响车身性能的前提下可以实现白车身的轻量化,同时节约了生产成本。     

基于单位质量灵敏度的重卡驾驶室白车身轻量化研究

建立某重卡驾驶室白车身的轻量化有限元模型,并对其进行了有效性验证。选取车身上有优化空间的钣金件作为设计区域,以设计区域质量最小作为优化目标。在保证车身刚度和模态性能指标的前提下,提出一种能量化性能指标对轻量化程度的单位质量灵敏度方法,用此方法优化钣金件的厚度大小并进行修正。最后,通过模态、刚度以及碰撞安全等性能指标验证优化后的数据。结果表明:轻量化后的驾驶室总质量降低了14.1 kg,所考察的性能均有所提高,满足设计要求,实现了对驾驶室白车身质量的优化,减少制造成本。     

基于灵敏度分析的白车身的优化设计

本文主要通过Hypemesh软件来构建了某白车身的有限元模型,然后就其自由模态进行了灵敏度分析与计算,并在结合了计算结果的基础上进行了白车身的尺寸优化处理。这样就能够在充分保障白车身应用质量基础上,使得其一阶模态的频率得到了有效的提升。     

白车身典型截面及轻量化设计

白车身典型截面的设计直接影响着整个白车身各项性能,在概念设计阶段,传统方法对如何设计典型截面具体尺寸可以提升白车身弯扭刚度、模态性能没有明确方向,对提升性能同时控制车身质量也没有系统研究。通过对标杆车白车身不同位置的典型截面设置几何参数,得到不同参数截面下白车身弯扭刚度、模态及质量的灵敏度结果,进而根据灵敏度结果,经过多轮多目标优化,提升弯扭刚度、模态,降低车身质量,在概念阶段给典型截面尺寸设计提供量化指导方向。该方法已经应用于传祺系列车型的开发应用中,实现了典型截面设计指导和减重降本的效果。     

基于模态理论的白车身静刚度计算方法

以线性系统的模态理论为基础,将简单矩形框架的弹性体模态与静刚度之间的关联性推广到白车身,推导出了具体的数学表达式,再以此为依据,通过有限元分析直接提取各阶弹性体模态参数,从而获取车身静刚度,改变了以往依靠柔度矩阵和大型试验来计算静刚度的方法。研究结果表明,模态理论方法和传统静力学方法所得到的静刚度相差在10%以内,说明白车身的整体静态柔度可以用模态柔度贡献量之和表达,且这种计算方法具有较高精度,能为低阶模态和刚度性能的目标设定提供参考。同时,各阶模态的柔度贡献量的大小可以作为低阶模态识别的重要依据。最后将有限元计算结果与白车身静刚度试验结果作对比,其误差控制在8%以内,其中由模态方法计算的扭转刚度误差低于3%,因此说明此次有限元分析是可靠的。     

基于等效模型的白车身轻量化概念设计

提出一种等效模型作为对白车身进行轻量化概念设计的基础。该等效模型不仅考虑了白车身中的梁结构,而且考虑了接头与大板类结构对车身结构的影响,基于该等效模型可较为全面和准确地对白车身扭转刚度性能进行评估。另外模型中仅包含梁单元、接头简化模型以及大板类结构等效单元,这使得建模、优化和迭代较为快捷。应用该等效模型对某车型D进行了轻量化概念设计,结果表明:与详细设计阶段相比,轻量化系数的误差为4. 3%,等效模型的扭转刚度的误差为7. 2%,优化后工作量由10人·天降低为2人·天。