[发明专利]一种车身结构轻量化优化方法

说明书

本发明涉及一种车身结构轻量化优化方法，所述的方法包括建立车身结构参数化有限元模型；利用相关性分析方法分析预先给定的60个位置、形状及厚度等设计变量对车身结构刚度的影响，筛选出有轻量化潜力的设计变量；根据结构性能参数相对形状变量的变化梯度即为灵敏度的大小对形状变量进行筛选，所述的对筛选出来的30个设计变量进行多性能优化设计；以经筛选后的形状等变量为优化变量，并设置约束条件，以车身轻量化和结构性能最优为目标，以得到较好的轻量化效果。本发明通过建立车身结构有限元模型，根据结构性能参数相对形状变量的变化梯度对形状变量进行筛选，设置约束条件，以车身轻量化效果最优为目标，针对性的目标优化实现了使车身轻量化最优化的设计。

技术领域

本发明涉及一种实现车身结构优化的方法，尤其涉及到一种基于参数化建模分析实现车身结构轻量化优化的方法。

背景技术

车身的结构轻量化是车身轻量化的核心问题，降低车身质量可以提高车辆的动力，减少生产成本，降低能源消耗及环境污染。传统的车身结构轻量化设计通常只是注重某个性能参数设计指标的影响，只是基于某个性能参数进行优化可能会影响车身的整个系统，从而导致总体性能的下降。所以车身轻量化设计必须综合考虑不同设计因素和多个性能指标对整车性能的影响。

发明内容

本发明所要解决现有技术中存在的上述问题，本发明提出一种车身结构轻量化优化的方法。

本发明的目的是通过以下的技术方案来实现的：

步骤1，建立车身结构参数化有限元模型；

步骤2，利用相关性分析方法分析预先给定的60个位置、形状及厚度等设计变量对车身结构刚度的影响，筛选出有轻量化潜力的设计变量；

步骤3，根据结构性能参数相对形状变量的变化梯度即为灵敏度的大小对形状变量进行筛选，所述的对筛选出来的30个设计变量进行多性能优化设计；

步骤4，以经筛选后的形状等变量为优化变量，并设置约束条件，以车身轻量化和结构性能最优为目标，以得到较好的轻量化效果。

进一步地，从实体网格内部去掉不参与结构变形、体积值固定的实体网格部分；在保证有限元分析精度的前提下，通过从外到内逐步增大网格尺寸，优化剩余部分的网格密度。

与现有技术相比，本发明通过建立车身结构有限元模型，根据结构性能参数相对形状变量的变化梯度即为灵敏度的大小对形状变量进行筛选，以经筛选后30个设计变量为优化变量，设置约束条件，以车身轻量化效果最优为目标，针对性的目标优化实现了使车身轻量化最优化的设计。

附图说明

附图1为本发明实施例一种车身结构轻量化优化方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

本发明实施例种车身结构轻量化优化方法的流程图如图1所示，所述方法包括：

1、建立车身结构参数化有限元模型；

本步骤用于利用有限元处理软件建立车身结构有限元模型。建模方法主要包括车身有限元网格划分、定义车身零部件有限元网格的材料属性、建立车身有限元网格连接，其中所述的连接方式包括焊点、螺栓和粘胶，施加边界和约束条件以及参数设置和计算。施加工况载荷和约束边界条件，整车刚度工况载荷包括整体扭转刚度工况载荷和整体弯曲刚度工况载荷。

2、利用相关性分析方法分析预先给定的60个位置、形状及厚度等设计变量对车身结构刚度的影响，筛选出有轻量化潜力的设计变量。

本步骤用于通过相关性分析方法分析预先给定的60个位置，基于拉丁超立方设计，其通过较少样本点来实现采样分析，得到较好的线性结果输出。基于该方法得到厚度、形状、位置等设计变量对车身性能的影响，筛选出重要的设计变量，综合分析60个设计变量，仿真结果精准度和计算时间长度。