[發明專利]一種車身輕量化設計方法

在審

• 申請號: 201810852993.3
• 申請日: 2018-07-30
• 公開（公告）號: CN108804857A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 沈忠亮
• 申請（專利權）人: 上海思致汽車工程技術有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 宣慧蘭

本發明涉及一種車身輕量化設計方法，包括：1、建立車身有限元模型；2、建立車身模態、彎曲和扭轉剛度分析模型，計算得到模態、彎曲和扭轉剛度值；3、建立靈敏度分析模型并進行求解計算；4、將靈敏度分析模型計算結果進行整理，得到設計變量所對應的車身鈑金件的靈敏度分析結果；5、建立車身輕量化優化計算模型并進行求解計算；6、對計算結果進行提取，修改部分鈑金件的厚度值以滿足工程要求，形成新的BOM表；7、判斷BOM表是否滿足輕量化設計目標，若滿足，則設計完成，否則重復步驟6，直至滿足輕量化設計目標。與現有技術相比，本發明有效的滿足車身剛度要求的同時，減輕車身重量，具有很強的工程實用性，適用性較廣。

技術領域

本發明涉及汽車輕量化技術領域，尤其是涉及一種車身輕量化設計方法。

背景技術

據統計，汽車每減輕其總質量的10％，燃油消耗量可降低6％～8％，降低排放5％～6％。車身是汽車的重要組成部分，其重量約占整車重量的40％，車身的輕量化對于整車的輕量化起著舉足輕重的作用，對車身結構進行優化設計能夠有效降低汽車自重，其對于整車開發的影響具有重要的意義。

汽車輕量化設計已成為當今汽車行業的發展方向。汽車輕量化設計就是滿足模態頻率和剛度等性能的設計目標下實現輕量化，是車輛開發初期最有效和最重要的設計。傳統上，常依靠增加部件厚度來提升車身彎曲、扭轉模態頻率和剛度是與此背道而馳的。而且，研究表明在車身的結構設計中，增加部件的厚度并不一定能夠提高車身的模態或剛度。目前，隨著有限元技術的發展，汽車輕量化可以在項目初期和項目過程中，通過數值的方法進行車身結構優化計算，可以避免結構修改的盲目性，提高設計效率，減少設計成本。

但是，目前在項目過程中，工程師進行車身輕量化優化設計時，由于車身鈑金件數量眾多，對于靈敏度結果的處理和輕量化設計帶來巨大的工作量，且優化分析結果受制于工程師的經驗，會因工程師的選擇而得到不同的優化結果。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種車身輕量化設計方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種車身輕量化設計方法，包括以下步驟：

S1、根據車身的CAD數據建立車身有限元模型；

S2、建立車身模態、彎曲和扭轉剛度分析模型，計算得到模態、彎曲和扭轉剛度值；

S3、在車身模態、剛度分析模型的基礎上設置靈敏度分析所需的設計參數、設計變量、約束條件以及目標函數，建立靈敏度分析模型并進行求解計算；

S4、將靈敏度分析模型計算結果進行整理，得到設計變量所對應的車身鈑金件的靈敏度分析結果；

S5、在靈敏度分析模型的基礎上，根據靈敏度分析結果，選取輕量化設計變量、約束條件和目標函數，建立車身輕量化優化計算模型并進行求解計算；

S6、對步驟S5的計算結果進行提取，根據實際工程經驗修改部分鈑金件的厚度值以滿足工程要求，形成新的BOM表；

S7、判斷BOM表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S6，直至滿足輕量化設計目標。

優選的，所述步驟S1中車身有限元模型滿足有限元網格質量標準且經過模態試驗對標驗證。

優選的，所述有限元網格質量標準包括：

長寬比<3，翹曲度<10，雅克比>0.6，45°<四邊形最小內角<130°，20°<三角形最小內角<100°。