[发明专利]一种基于相对灵敏度的非承载式白车身轻量化方法

说明书

本发明公开了一种基于相对灵敏度的非承载式白车身轻量化方法，主要是通过约束非承载式白车身时采用Beam单元模拟车轮中心点位置，从而减少过刚度现象以及将多种直接灵敏度进行权重运算得出相对灵敏度后用于尺寸优化；本发明解决了非承载式白车身刚度计算时的过刚度约束问题以及对多个响应的灵敏度的设计变量由于重量差异引起的轻量化部件筛选问题。

技术领域：

本发明属于汽车车身结构优化设计领域，特别涉及一种基于相对灵敏度的非承载式白车身轻量化方法。

背景技术：

汽车车身轻量化成为当今车身设计行业发展方向。据统计，汽车每减少总重量的10％，燃油消耗量将降低6％-8％，降低排放5％-6％。汽车轻量化不是简单得增加或减小部件的厚度，或者增减部件。而是在保证原有车身刚度、模态等性能的前提下，寻找出一种最优解决方案。从尺寸优化、形状优化、形貌优化等多学科方面进行汽车的结构改进。

非承载式白车身是一种安装在车架上的车身结构。对于非承载式白车身，现有分析技术大多将白车身与车架结构一起分析，从而增加了分析过程的时间成本。

同时，非承载式白车身只承担整车刚度以及振动吸收的一部分，将载荷加到白车身与车架共同的研究对象中会忽略车架与车身对整车刚度以及模态贡献度的问题。如何准确单独研究非承载式白车身的性能成为一项关键技术。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本发明的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

发明内容：

本发明的目的在于提供一种基于相对灵敏度的非承载式白车身轻量化方法，从而克服上述现有技术中的缺陷。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于相对灵敏度的非承载式白车身轻量化方法，按照如下步骤进行：

步骤1，根据CATIA三维模型建立有限元分析模型；

步骤2，进行非承载式白车身弯曲刚度扭转刚度以及模态分析；

步骤3，分别建立刚度和模态灵敏度响应分析模型；

步骤4，在灵敏度分析的基础上进行相对灵敏度分析并选出轻量化部件；

步骤5，对筛选出的部件进行多目标尺寸优化；

步骤6，将轻量化后的非承载式白车身进行性能验证。

本发明进一步限定的技术方案为：

优选地，上述技术方案中，步骤1具体为：

1.1根据CATIA三维模型建立有限元模型，网格质量需满足：warpage or warp15°；Skewness60°；Jacobian≧0.6；Ratio of length to width≦5； Minimum internalangle of CQUAD4＝45°；Maxmum internal angle of CQUAD4＝135°；Minimum internalangle of CTRIA3＝15°；Maxmum internal angle of CTRIA3＝105°；

1.2薄板连接处焊点单元采用ace(general)类型；螺栓连接处采用RBE3单元；车架车身连接处以及悬架安装点采用RIGID单元；

1.3螺栓孔周围采用双层washer单元，薄板焊接边缘部分网格密度为双层；

1.4将不同的材料属性按照部件库表赋予组件。

优选地，上述技术方案中，步骤2具体为：

2.1对非承载式白车身进行自由模态分析，即不加边界条件以及载荷；其数学模型为：