isight軟件在白車(chē)身輕量化中的應(yīng)用

1、Isight軟件在白車(chē)身輕量化中的應(yīng)用軟件在白車(chē)身輕量化中的應(yīng)用王峻峰劉瑩喬鑫華晨汽車(chē)工程研究院、沈陽(yáng)市、110141摘要摘要:通過(guò)將NASTRAN軟件集成到ISIGHT優(yōu)化平臺(tái)中，實(shí)現(xiàn)白車(chē)身鈑金厚度優(yōu)化分析流程的搭建。將白車(chē)身模態(tài)以及彎扭剛度性能作為約束條件，以實(shí)現(xiàn)白車(chē)身鈑金厚度的合理分配，達(dá)到減重目的。分析結(jié)果表明，利用ISIGHT軟件的優(yōu)化能力，能夠獲得全局優(yōu)化結(jié)果，最終實(shí)現(xiàn)車(chē)身減輕重量6.2kg，滿足車(chē)身重量要求。關(guān)鍵詞關(guān)鍵詞:

2、白車(chē)身，模態(tài)，彎扭剛度，優(yōu)化，減重ApplicationofIsightsoftwareinBIWLightweightProcessJunfengWangYingLiuXinQiaoBrillianceAutomotiveEngineeringResearchInstituteChinaABSTRACT:TobuildtheoptimizationprocesswithrespecttoBIWparts’thicknessMSC.NA

3、STRANIsightsoftwarehasbeenused.InthisoptimizationprocesstakeBIWmodebendingtsionstiffnessasconstrainttheminimumweightofBIWastheobjective.Theresultsshowthattheglobaloptimumresultscanbeobtainedbyusingoptimizelinearcomputati

4、onalcapabilitiesofIsightsoftware.TheweightofthisBIWhasbeenreduced6.2kgrequiresthemassobjective.KEYWDS:BIWModeBendingTsionStiffnessOptimizationWeightReduction1前言前言當(dāng)今，能源問(wèn)題日益凸顯，汽車(chē)的燃油經(jīng)濟(jì)性已成為消費(fèi)者購(gòu)買(mǎi)汽車(chē)的重要影響因素。在此背景下，各車(chē)企在提升車(chē)輛燃油經(jīng)濟(jì)性方

5、面做了大量的研究與應(yīng)用。除了在提升發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性方面做出大量成果外，整車(chē)的輕量化工作也是各車(chē)企所關(guān)注的焦點(diǎn)。白車(chē)身是汽車(chē)中重要的承載結(jié)構(gòu)，其質(zhì)量在整車(chē)總質(zhì)量中也占據(jù)著很大一部分，因而，在整車(chē)減重工作中，白車(chē)身的質(zhì)量需要嚴(yán)格控制，并保證其各項(xiàng)性能滿足結(jié)構(gòu)耐久，NVH和碰撞等方面的要求。在白車(chē)身設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，通過(guò)CAE分析技術(shù)以及優(yōu)化分析，在保證耐久性，NVH和碰撞等性能的前提下，可對(duì)白車(chē)身質(zhì)量進(jìn)行優(yōu)化減重工作。目前，我公司采用Isig

6、ht優(yōu)化平臺(tái)，并與NASTRAN，LSDYNA等軟件集成，搭建車(chē)身減重優(yōu)化流程。本文利用Isight和NASTRAN軟件，在輕量化思想指導(dǎo)下，對(duì)處于開(kāi)發(fā)后期的某款汽車(chē)的白車(chē)身進(jìn)行再次減重工作。將對(duì)碰撞性能，NVH性能不產(chǎn)生較大影響的鈑金厚度作為變量，將模態(tài)及彎扭剛度性能作為約束，將白車(chē)身質(zhì)量最小作為目標(biāo)，最終實(shí)現(xiàn)車(chē)身重量的再次降低。2變量選取與數(shù)學(xué)模型變量選取與數(shù)學(xué)模型由于該車(chē)型已處于項(xiàng)目開(kāi)發(fā)后期階段，各項(xiàng)性能指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)要求，因而，

7、在變量的選取上受到較大限制。在選擇變量中，通過(guò)前期開(kāi)發(fā)中所做的靈敏度分析及工程經(jīng)驗(yàn)等方式，最終確定出需要優(yōu)化料厚的鈑金件，如圖1所示。圖3主效應(yīng)圖與帕累托圖3.2近似模型的建立近似模型的建立為獲得輸入，輸出變量之間的量化關(guān)系，減少耗時(shí)的仿真程序調(diào)用，提高優(yōu)化效率，本文使用響應(yīng)面法來(lái)建立近似模型并得到近似方程。數(shù)學(xué)近似模型見(jiàn)圖4。該方法通過(guò)選擇回歸模型，可以擬合復(fù)雜的響應(yīng)關(guān)系，具有良好的魯棒性。圖4近似模型與建立的近似方程系數(shù)3.3優(yōu)化分

8、析優(yōu)化分析本文針對(duì)的減重問(wèn)題是線性問(wèn)題，對(duì)于優(yōu)化求解器的選擇，本文使用Pointer（PointerAutomaticOptimizer）智能自動(dòng)優(yōu)化專(zhuān)家求解器，該求解器是Isight提供的智能自動(dòng)優(yōu)化專(zhuān)家，其方法由線性單純形發(fā)、序列二次規(guī)劃法、最速下降法和遺傳算法組成[2]，該方法自動(dòng)組合這四種優(yōu)化算法并形成一個(gè)最優(yōu)的優(yōu)化策略，并且具備很好的全局搜索能力和較強(qiáng)的魯棒性。本文通過(guò)模態(tài)和彎扭剛度這三個(gè)近似模型同時(shí)進(jìn)行單目標(biāo)優(yōu)化。如圖5所示