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结构及多学科优化工程应用与理论研讨会’2009（CSMO-2009）
中国·大连—2009年9 月3日-4日
OptiStruct 在顶盖横梁布置优化中的应用
高岩 刘鹏 周定陆
长安汽车工程研究院CAE工程所
摘 要: 基于 Altair HyperWorks 软件的的 OptiStruct 模块，应用形状优化进行顶盖横梁的布置，达到最佳
设计。
关键词: OptiStruct 形状优化 HyperMorph
1 概述
汽车顶盖是车身上最大的一块板壳覆盖件,很容易由于刚度不足而产生共振.为了满足
乘客舒适性的要求,经常在顶基本是凭借设计人员的经验,随着 CAE 技术的发展,已经可以通
过 CAE 分析进行准确的顶盖横梁布置定位,来达到最佳的设计.
2 基础分析
2.1 有限元模型的截取
利用 HyperMesh 根据设计部门提供的参考车 CAD模型进行 BIW 有限元模型的建立：车身
采用 shell单元进行网格划分、焊点采用 CWELD单元进行模拟、粘胶采用实体单元进行模拟。
在 BIW 基础上截取顶盖有限元模型如图 1 所示：
图 1 顶盖有限元模型
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结构及多学科优化工程应用与理论研讨会’2009（CSMO-2009）
中国·大连—2009年9 月3日-4日
2.2 材料与属性
计算中所使用的材料参数如下：
合金钢的材料参数： 粘胶的材料参数：
弹性模量：2 1 0 G P a 弹性模量：1 0 G P a
材料密度：7.8 5 e +3kg/m3 4
材料密度：1.2e +3kg/m
泊松比：0.3 泊松比：0.4
2.3 顶盖模态分析
2.3.1 边界条件
计算顶盖约束模态,约束顶盖截取面节点 123456自由度
约 束 截 面 节 点
123456 自由度
图2 分析边界条件
2.3.2 计算结果
分析顶盖模态值，同时关注该模态值下最大幅值,如表1 所示：
表 1 计算结果
模态 部位 幅值
1 阶 105HZ 顶盖前部 42mm
2 阶 117HZ 顶盖中部 27mm
3 阶 119Hz ’ 顶盖后部 72mm
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结构及多学科优化工程应用与理论研讨会’2009（CSMO-2009）
中国·大连—2009年9 月3日-4日
2 阶
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