基于空间多层形貌优化的车门轻量化设计.docxVIP

DOI:10.19466/j.cnki.1674-1986.2016.07.001

基于空间多层形貌优化的车门轻量化设计

武敬伟1，张光亚1，黎谦1，苏松松1，于万元2，陆日进

2

(1.上汽通用五菱汽车股份有限公司，广西柳州545007;

2.湖大艾盛汽车技术开发有限公司，湖南长沙410205)

摘要:针对传统形貌优化技术的起筋只能沿板件法向正方向的局限性，应用空间多层形貌优化技术解决了该问题，结合工艺

可行性、结构功能及性能等要求，对车门内板进行结构轻量化设计，并进行了实车门刚度台架试验验证。在不增重的前提下，提

高了扭转刚度，满足了车门设计目标要求，实现了车门轻量化设计

。

关键词:空间多层形貌优化;门扭转刚度;刚度台架试验;轻量化设计

中图分类号:U463.83+4文献标志码:A文章编号:1674－1986(2016)

07－001－06

DoorLightweightDesignBasedonSpace-multi-layer-topographyTechnology

1，1，1，1，2，

2

WUJingweiZHANGGuangyaLIqianSUSongsongYUWanyuanLUＲijin

(1.SAICGMWulingAutomobileCo．，Ltd．，LiuzhouGuangxi545007，China;

2.AisnAutoＲ＆DCo．，Ltd．，ChangshaHunan410205，China)

Abstract:

Aimingatthelimitationsoftraditionalmorphologyoptimizationtechniquethatribwasgeneratedonlyalongthepositivedirec-

tionofplatenormal，

space-multi-layer-topographytechnologywasappliedtosolvethisproblem．Thedoorlightweightoptimizationdesignwas

conductedbasedontorsionalstiffness，bondingprocessfeasibility，structure，

functionandperformancerequirementsetc．Arealdoorstiffness

benchvalidationwasdone．Itisprovedthatthetorsionalstiffnessispromotedandtheobjectivesandrequirementsareachieved，

underthe

premiseofnotincreasingweight．

Keywords:Space-multi-layer-topography;Doortorsionalstiffness;Stiffnessbenchtest;

Lightweightdesign

0引言

置和形状的结构优化技术。形貌优化过程中需将分析结构分为

设计区域和非设计区域两部分。优化区域的节点参与优化过形貌优化是一种形状最佳化的方法，即在板型结构中寻找

程，非设计区域的所有离散节点在优化过程中坐标保持不变

最优的加强筋分布的概念方法，用于设计薄壁结构的强化压

。

若将优化空间的节点坐标定义为设计变量。则形貌优化的数学

痕，在减轻结构质量的同时满足强度、频率等要求。与拓扑优

模型可以表示为:

化不同的是，形貌优化不删除材料，而是在可设计区域中根据

节点的扰动生成加强筋。其基本原理是把设计空间中的节点

［］

1［］

1

扰动向量按照一定的模式进行组合以满足设计约束，通过迭代

计算，不断调整结构形状直至满足设计目标，形成最佳形貌结

构。形貌优化多用于钣金件的结构强化，通过优化钣金筋条特

征形貌提高性能，在不增重的前提下实现轻量化设计

。

目标函数最小化(Minimize):

f(x)=f(，，…，)(1)

xxx

12n

约束条件(SubjectTo):

h

(X)

k

k=1，2，…，

m

k

g

(X)

j

j=1，2，…，

m

j

(2)

文献［2－8］基于传统形貌优化技术对钣金进行结构优化

以提升钣金的刚度、模态等性能。胡朝辉等］首次提出了基于

［

9

优化空间重组及灵敏度筛选机制的空间多层形貌优化，并应用

于

B柱