某轿车白车身的轻量化设计研究_第1页
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万方数据192合肥工业大学学报(自然科学版第32卷为正值表示厚度减小,连接点刚度相应地减小。计算分析模型取自白车身有限元模型。如连接点b的刚度分析模型如图2所示,其相关板件的刚度灵敏度分析结果见表1所列。图1车身8个部位的连接点位置图2连接点b示意图表1连接点b相关部件的刚度灵敏度分析结果在进行了灵敏度分析之后,刚度灵敏度为“0”的板件的厚度在一定范围内的改变虽然减小或者增加自身的刚度,但是对车身连接点的刚度性能影响比较小,可以作为优化设计变量的参考。1.3白车身自由模态分析白车身自由模态分析结果见表2所列(前7阶刚体模态不考虑,取8~11阶4阶频率进行对比分析,白车身自由模态分析结果表明,原白车身自由模态基本满足目标值。裹2白车身自由模态分析结果1.4优化设计模型根据连接点刚度灵敏度分析结果确定设计变量,根据模态分析确定约束条件,根据轻量化目标确定目标函数,建立优化设计数学模型。(1目标函数。通过优化结构的体积来达到优化结构质量的目的,以质量最轻为目标函数,可以用下面的函数描述:minF(x=W1(z+W2(z(1其中,F(z为白车身的质量,分为2个部分,W,(z为非设计变量的零部件的总质量,在式中应为一常数;W:(z是作为设计变量的零部件的总质量。(2设计变量。根据连接点刚度灵敏度分析结果,选择连接点刚度灵敏度为0的部件的厚度为设计变量(如表1中的件1和件2,这样优化结果将不会影响连接点的刚度性能,共选出64个件的厚度为设计变量(篇幅所限,变量不一一列举,设计变量不涉及顶棚件,所以不会影响顶棚抗雪载的性能。设计变量集合为:X一{t1,t2,t3,…(2同时,还必须根据实际情况为每个设计变量确定合理的上下限,由于是轻量化设计,所以,把每个设计变量优化前的厚度定为上限,根据1.2所述的灵敏度分析结果选择设计变量的变化区间为0.2~O.3ITlln。(3状态变量及约束函数。为了保证优化后白车身的模态性能不会降低,根据自由模态的分析结果确定如下约束条件:s.t.C1一厂8一[29.03≥0,c2一^一[-32.2]≥0,c3一^。一[-37.4]≥0,(3c4一^l一[44.o]≥0(1~(3式即为白车身轻量化设计数学模

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