白车身静动刚度组件灵敏度分析与轻量化设计

摘要：

为了指明白车身结构轻量化设计中结构修改的方向,对结构优化中每次迭代均需用到的灵敏度信息进行分析.为建立白车身结构组件的参数化有限元模型,将每块钣金组件所有板单元共享设计变量.通过分别定义外载荷与有限元节点位移函数、有限元模态方程特征值函数,并采用对多重复合函数求导的方法,先后建立车身静态扭转刚度与静态弯曲刚度、动态频率刚度模型,并得到车身静动刚度关于板厚的灵敏度信息.针对静态弯扭刚度表达式中位移响应数量远小于设计变量数量的问题,采用伴随变量灵敏度方法求解,先求解白车身的灵敏度信息,再根据灵敏度队列修改板件厚度.研究结果表明:得到的位移灵敏度能进一步提高分析效率;有6组组件板厚小幅增加,另有5组组件板厚大幅减小;提高了扭转刚度、弯曲刚度和1、2、3阶频率动刚度,减轻了车身质量.本文方法较之有限差分法具有更高精度和效率,有利于得到高刚度、轻质量的车身结构.

关键词：汽车工程、灵敏度分析、轻量化设计、白车身、静动刚度

所属期刊栏目：36

分类号：U463.82(汽车工程)

资助基金：国家自然科学基金项目51575226;中央高校基本科研业务费专项资金项目2013G5220007;吉林省科技发展计划项目20140101071JC

在线出版日期：2017-01-07（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：111-117,126