[發明專利]一種商用車駕駛室白車身輕量化優化方法

在審

• 申請號: 202111184420.6
• 申請日: 2021-10-11
• 公開（公告）號: CN113901585A
• 公開（公告）日: 2022-01-07
• 發明（設計）人: 鄧聚才;蔡珍珍;劉凱揚;劉夫云;張瑞俊;張錦宙;段小勇;李建衡;湯金帥;杜中剛;王寶玉;彭雪梅
• 申請（專利權）人: 東風柳州汽車有限公司;桂林電子科技大學
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/23;G06F119/14
• 代理公司: 桂林市華杰專利商標事務所有限責任公司 45112
• 代理人: 陶平英

1.一種商用車駕駛室白車身輕量化優化方法，包括龍骨框架及蒙皮結構，其特征是：包括如下步驟：

(1)建立商用車駕駛室白車身初步3D數據；

(2)對建立的白車身初步3D數據進行拓撲分析，使白車身初步3D數據與拓撲分析的結果一致；

(3)采用SFE-Concept軟件建立商用車駕駛室隱式參數化模型；

(4)初始性能分析及對標：對建立的隱式參數化模型進行初始性能分析，包括彎曲剛度工況、扭轉剛度工況的靜力分析，模態分析，駕駛室正面擺錘撞擊分析，并與實驗數據對標，保證各項性能指標誤差在合理范圍內；

(5)確定優化目標與約束：將駕駛室質量、彎扭剛度作為優化目標，低階彎扭模態頻率、侵入量作為優化約束，板件厚度為優化變量；

(6)以車身板厚為變量進行靈敏度分析，以便篩選關鍵變量；

(7)通過靈敏度分析得到彎曲剛度、扭轉剛度、質量、一階模態頻率、一階扭轉頻率、正面碰撞等目標響應對所有厚度變量的敏度排序，選取對質量較敏感而對其他性能不敏感的變量作為最終的設計變量；

(8)將步驟(7)得到的設計變量錄入到步驟(3)建立好的商用車駕駛室險工參數化模型中，將定義好設計變更的模型作為后續優化設計模型；

(9)選擇優化拉丁超立方算法對步驟(8)的優化設計模型進行實驗設計采樣，以獲取樣本數據；

(10)根據步驟(9)所得樣本數據建立近似模型，并通過決定系數R²和均方根誤差RSME檢驗近似模型的精度，其中

式中：N為構造響應面模型的樣本點數，y_i為第i個響應仿真實際值；為第i個響應近似模型預測值；為仿真實際值的平均值；

(11)建立優化設計數學模型：

Variable：D＝[d₁，d₂，d₃，d₄，d₅，d₆，d₇]^T

d_imin≤d_i≤d_imax

Obiective：f(x)＝{minf(M)-maxf(F_B)-maxf(F_T)}

s.t：f_TM1≥f_TM0；f_BM1≥f_BM0；

f_a(min)≤f_a≤f_a(max)f_b(min)≤f_b≤f_b(max)

f_c(min)≤f_c≤f_c(max)f_d(min)≤f_d≤f_d(max)

式中，D為厚度變量向量，d_i為第i個厚度變量，d_imin和d_imax為第i個厚度變量下限及上限，minf(M)為駕駛室質量最小；maxf(F_B)為彎曲剛度最大；maxf(F_T)為扭轉剛度最大；f_TM0、f_TM1為優化前后一階扭轉模態；f_BM0、f_BM1為優化前后一階彎曲模態；f_a(min)、f_b(min)、f_c(min)、f_d(min)、f_a(max)、f_b(max)、f_c(max)、f_d(max)分別為轉向管柱、方向盤、儀表板、儀表板骨架侵入量下限與上限；

(12)通過ISight軟件搭建聯合仿真流程，選用第二代遺傳算法對建立的優化問題進行求解；

(13)得到滿足條件的最優解；

(14)優化結果的檢驗：

(15)確定最終優化方案。