基于分析驱动设计的参数化白车身前端结构轻量化多目标优化设计.pdfVIP

基于分析驱动设计的参数化白车身前端结构轻量

化多目标优化设计

王传青;张婉婷

北京汽车股份有限公司研究院，北京，101300

摘要：利用SFE-CONCEPT建立了隐式参数化前端模型并与有限元后端模型耦合组成白车身，采用模块化方法将

各分总成组成整车模型。对整车进行正碰安全分析并与试验对比，验证了整车正碰安全性能的有效性。本文通

过编辑批处理模块提取加速度峰值等正碰安全参数，真正实现“分析驱动设计”的设计理念。轻量化优化时选

择参数化白车身前端6个形状变量及7个板件厚度变量，试验设计选用优化拉丁超立方算法生成样本点，并与

Kriging算法绑定在一起，实现近似模型的自动生成及精度验证。采用第二代非劣解排序遗传算法NSGA-II得到

妥协解集，本文选取白车身前端质量最小的妥协解作为优化解，优化后白车身前端质量减少5.82Kg，减重率高

达7.02%。轻量化优化后其性能几乎不变，左右侧加速度峰值分别降0.99%和1.31%，左右侧加速度平均值分别

提高13.31%和7.98%，车门变形量有増有减，最大变化率为10.6%。

关键词：参数化白车身前端；耦合白车身；多目标轻量化优化；分析驱动设计

Multi-objectiveLightweightOptimizationandDesignofParametricFrontal

BIWStructureBasedonAnalysisLeadsDesign

WANGChuan-qing，ZHANGWan-ting

BaicMotorCorporation.,LTD.ResearchandDesignCenter,Beijing101300,China

Abstract:TheparametricfrontalBIWisconstructedbySFE-CONCEPTsoftware.TheparametricfrontalBIWandfiniteelementrear

BIWareconstructedBIW.Thefrontcrashsafetyperformancesareanalyzedthroughsimulationandcomparedwithtest.Sothe

couplingBIWiscorrectinfrontcrashsafety.Theaccelerationpeakandotherparametersareextractedthroughthebatchfile.Ittruly

achievestheconceptof“Analysisleadsdesign”.6shapevariablesand7thicknessvariablesarechoseninlightweightoptimizationof

theparametricfrontalBIWstructure.Thedesignofexperiment(DOE)ischosenoptimalLatinHypercube,andtheDOEisbinding

withKrigingalgorithm.Thisachievessurrogatemodelconstructionautomaticandaccuracyverification.Thecompromisesetis

obtainedbyNSGA-IIalgorithminlightweightoptimizationoftheparametricfrontalBIWstructure.Thelightestcompromisesolution

ischosenasoptimizedsolution.Afteroptimizationthemassoffro