基于拓扑优化和多目标优化的掀背门轻量化研究.docxVIP

DOI:

10．19466/j．cnki．1674－1986．2017．06．002

基于拓扑优化和多目标优化的掀背门轻量化研究

郭铃铃，谭东升，刘向征

(广州汽车集团股份有限公司汽车工程研究院，广东广州511434)

摘要:应用拓扑优化和多目标优化设计方法，采用CAE分析软件Altair．OptiStruct和Altair．HyperStudy，对某大型SUV掀背

门进行轻量化研究。得到掀背门原始结构的性能参数，确定优化目标;运用Altair．OptiStruct软件对掀背门结构进行拓扑优化，

得出掀背门内板筋的最优布置;再运用Altair．HyperStudy软件对掀背门进行多目标优化，包括形状变量和尺寸变量优化，寻找到

掀背门内板加强筋的截面尺寸和各部件厚度的最优解。优化后的结构在综合性能提高的同时，总质量也明显减轻，实现了轻量化

的目标

。

关键词:掀背门;拓扑优化;多目标优化;轻量化

中图分类号:U463．83+4文献标志码:A文章编号:1674－1986(2017)

06－005－06

ResearchonLightWeightofLiftGateBasedonTopologyOptimizationand

Multi-objectiveOptimization

GUOLingling，TANDongsheng，

LIUXiangzheng

(GACAutomotiveEngineeringInstitute，GuangzhouAutomobileGroupCo．，Ltd．，GuangzhouGuangdong511434，China)

Abstract:

Withtheapplicationoftopologyoptimizationandmulti-objectiveoptimizationbasedonCAEanalysissoftwaresAltair．OptiSt-

ructandAltair．HyperStudy，

thelightweightresearchonalargeSUVliftgatewasmade．Theperformanceparametersoftheoriginalstructure

oftheliftgateweregottentodeterminetheoptimalgoal．ThentopologyoptimizationtothestructureoftheliftgatewascompletedbyusingAl-

tair．OptiStructsoftware，

theoptimallayoutoftheliftgatedoorpanelreinforcementwasgotten．Multi-objectiveoptimizationtotheliftgatewas

completedbyusingAltair．HyperStudysoftware，

includingtheshapeoptimizationandthesizevariableoptimization．Theoptimalvaluesofthe

sectionsizesoftheliftgatedoorpanelreinforcementandthethicknessesofthevariouscomponentswerefound．Notonlytheoptimizedstructure

hasimprovedcomprehensiveperformance，

butalsothetotalqualityisreduced．Thegoaloflightweightisachieved．

Keywords:Liftgate;Topologyoptimization;Multi-objectiveoptimization;

Lightweight

0引言

表1掀背门刚度模态实验值与仿真值结果对比

随着汽车技术的发展，人们对汽车轻量化的要求越来越

高。汽车轻量化指的是在保障汽车本身强度、刚度和安全性能

工况

掀背门扭转

刚度实验

实验

值

/mm

实验

平均值

CAE分

析结果

目标

值

的前提下，降低质量，从而提高汽车的动力性，减少环境污

掀背门扭转

第一次加载

1．63

染，降低燃料消耗。当下，汽车轻量化