[发明专利]多项结构性能交互式的轿车车身结构轻量化方法

摘要

一种汽车设计领域的多项结构性能交互式的轿车车身结构轻量化方法，包括以下步骤：a.对初始设计的车身结构的刚度、自然模态、碰撞、疲劳、NVH特性进行性能评估；b.选择部分车身板件的厚度作为优化变量；c.以车身结构的质量最小化为优化目标函数，以车身的刚度和自然模态频率为优化的约束条件进行优化计算；d.对优化计算得到的板件厚度进行圆整，达到轻量化设计的预定目标，满足刚度和自然模态的设计要求；e.根据步骤d得到的板件厚度，结合轻量化材料的选用，验证车身结构的碰撞、疲劳、NVH特性的变化，完成轻量化设计方案的确定。本发明将轿车车身各项结构性能的评估和优化设计融入到轻量化设计中，可提高轻量化设计的效率和成功的可能性。

主权项

1、一种多项结构性能交互式的轿车车身结构轻量化方法，其特征在于，包括以下步骤：a.针对初始设计的车身结构进行性能评估，包括车身结构的弯曲和扭转刚度、自然模态、正面和侧面碰撞、疲劳寿命、NVH特性；b.根据车身轻量化的预定目标和加工制造工艺及生产成本的限制，选择被用作优化对象的车身结构件和覆盖件，并以这些被选定的车身结构件和覆盖件的板件厚度作为优化变量；c.以车身结构的质量最小化为优化目标函数，以车身的弯曲和扭转刚度、低阶自然模态频率不降低为优化的约束条件，进行若干次优化变量的迭代计算和约束条件的验证计算及车身结构质量的估算，直至优化计算的完成；d.根据优化计算过程中优化变量即板件厚度的变化趋势和原材料的供应情况，对优化计算得到的板件厚度进行圆整，并应用圆整后的板件厚度对车身结构质量、弯曲和扭转刚度、自然模态进行校核计算，初步确定一组板件厚度；e.根据步骤d中得到的一组板件厚度修改碰撞、疲劳和NVH特性分析模型中车身结构的相应板件，并结合轻量化材料的选用，验证车身结构的正面和侧面碰撞、疲劳寿命、NVH特性的变化，经步骤d和步骤e交互进行板件厚度调整和各项性能验证，完成车身结构的轻量化设计方案的确定。