[發明專利]一種基于靈敏度與CAE分析的全鋁車身輕量化設計方法

在審

• 申請號: 201611229028.8
• 申請日: 2016-12-27
• 公開（公告）號: CN106844874A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發明（設計）人: 宿佳敏;唐丹;龐彥飛;藺瑞蘭;孫營;田永義;李明;宋峰
• 申請（專利權）人: 蘇州奧杰汽車技術股份有限公司;蘇州奧杰汽車工業有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙)11350
• 代理人: 湯東鳳

1.一種基于靈敏度與CAE分析的全鋁車身輕量化設計方法，其特征在于：其包括以下步驟，

1)建立全鋁車身有限元模型；

2)對全鋁車身模態、剛度進行分析，得到模態計算值、扭轉剛度計算值以及彎曲剛度計算值；

3)建立靈敏度分析優化響應模型：在常規模態、剛度計算模型的基礎上設置靈敏度分析所需的設計參數、優化響應、約束條件以及優化目標；

4)計算車身各部件的剛度靈敏度系數、模態靈敏度系數以及重量靈敏度系數；

5)根據靈敏度系數計算結果，進行結構優化設計：根據靈敏度分析的結果，選擇剛度靈敏度系數和模態靈敏度系數小且重量靈敏度系數大的部件、以及剛度靈敏度系數和模態靈敏度系數大且重量靈敏度系數小的部件作為優化對象；

6)對優化后的車身結構進行CAE分析驗證，判斷是否滿足輕量化設計目標，若滿足，則設計完成；若不滿足，則重復步驟5)，直至滿足輕量化設計目標。

2.根據權利要求1所述的基于靈敏度與CAE分析的全鋁車身輕量化設計方法，其特征在于：所述步驟1)的具體步驟包括，

a)利用HyperMesh軟件前處理建立全鋁車身有限元模型；

b)采用acm單元模擬車身實體焊點；

c)采用三角形和四邊形網格單元進行網格劃分。

3.根據權利要求1所述的基于靈敏度與CAE分析的全鋁車身輕量化設計方法，其特征在于：所述步驟3)的具體步驟包括，

a)定義設計變量：根據可減重部件表，設定設計變量以及關聯設計變量，本實施例中以部件厚度為設計變量；

b)設計約束條件：以全鋁車身模態不小于所述模態計算值、彎曲剛度不小于所述彎曲剛度計算值、扭轉剛度不小于所述扭轉剛度計算值為約束條件；

c)設置優化響應函數：根據約束條件和優化目標來設定優化響應函數；

d)設置優化目標：以全鋁車身質量最小為優化目標。

4.根據權利要求1所述的基于靈敏度與CAE分析的全鋁車身輕量化設計方法，其特征在于：所述步驟5)的具體優化方法包括，

a)對質量靈敏度大，而對彎扭剛度靈敏度小的部件，進行優化減弱處理；

b)對質量靈敏度小，而對彎扭剛度靈敏度大的部件，進行加強處理。

5.根據權利要求1所述的基于靈敏度與CAE分析的全鋁車身輕量化設計方法，其特征在于：所述步驟5)的具體優化方法包括，

a)更改部件厚度：減薄靈敏度系數較小的部件，加厚靈敏度系數較大的部件；

b)去掉靈敏度系數較小的部件；

c)更改部件截面形狀或大小，或者去掉中間的加強筋；

d)結合拓撲優化，修改部件的形狀；

e)更改部件與部件之間的連接。