吉林大学学报(工学版) ›› 2015, Vol. 45 ›› Issue (1): 29-37.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201501005

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基于多学科优化设计方法的白车身轻量化

王登峰1，卢放1，2   

  1. 1.吉林大学 汽车仿真与控制国家重点实验室 长春 130022；
    2.一汽-大众汽车有限公司 技术开发部 长春 130011
  • 收稿日期:2013-12-04 出版日期:2015-02-01 发布日期:2015-02-01
  • 通讯作者: 卢放(1976),男,博士研究生.研究方向:汽车结构轻量化设计.E-mail:lufang@fawcar.com.cn
  • 作者简介:王登峰(1963)，男，教授，博士生导师.研究方向:汽车轻量化设计与应用.E-mail:caewdf@jlu.edu.cn
  • 基金资助:
    国家科技支撑计划项目(2011BAG03B01)；重庆市基础与前沿研究基金项目(cstc2013jcyjc60001).

Body-in-white lightweight based on multidisciplinary design optimization

WANG Deng-feng1, LU Fang1,2   

  1. 1.State Key Laboratory of Automotive Simulation and Control, Jilin University, Changchun 130022,China;
    2.Technology Development Department, FAW-Volkswagen Automotive Company, Ltd., Changchun 130011,China
  • Received:2013-12-04 Online:2015-02-01 Published:2015-02-01

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摘要： 建立某国产轿车的整车有限元模型，依据侧碰法规及NVH性能要求对白车身结构进行了多学科集成优化设计。根据侧碰及NVH仿真结果，选取白车身关键零件的板厚及材料为变量，以白车身质量和刚度为目标，以侧碰加速度及侵入量为约束条件，建立了白车身刚度径向基函数(RBF)神经网络近似模型及侧碰二阶逐次替换的响应面模型(Stepwise-RSM)，利用模拟退火算法进行了多目标优化，在保证了车辆的安全及NVH性能的前提下使白车身质量下降了15.7 kg。

关键词: 车辆工程, 白车身轻量化, 多学科优化, 近似模型

Abstract: A Finite Element Model (FEM) of a homemade car is established, and according to the side impact and Noise-Vibration-Harshness (NVH) requirement, Multidisciplinary Design Optimization (MDO) is carried out for the Body-in-White (BIW) of this car. First, on the basis of the simulation results of side impact and NVH, the thickness and materials of several parts of BIW are selected as the design variables; the mass and stiffness of BIW are taken the objectives; and the constraints include the velocity and intrusion of side impact. Then, a Radial basis Function (RBF) approximate model for stiffness and a stepwise-Response Surface Model (RSM) for side impact are established. Finally, multi-objective optimization is performed using Adaptive Simulated Annealing (ASA) algorithm. Results show that the mass of BIW can be reduced by 15.7 kg while keeping its performance of crashworthiness and NVH.

Key words: vehicle engineering, BIW lightweight, multidisciplinary optimization, approximate model

中图分类号: 

  • U461.91
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