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第22卷增刊2计算机辅助工程Vol.22Suppl.2

2013年10月ComputerAidedEngineeringOct.2013

论文所属行业:汽车

Isight优化方法在仪表板横梁上的应用

摘要：在汽车仪表板横梁（CCB）的设计开发初始阶段，选取一些设计参数作为设计变量，利

用SFE建立针对这些变量的参数化模型，选取适当的DOE正交矩阵列表输出参数化模型。使

用Kriging方法构建性能结果的响应面近似模型，通过主效应和贡献量的对比分析发现圆管

梁的直径和壁厚是最关键的设计变量，为仪表板横梁的设计提供指导方向，同时借助Isight

优化算法在整个样本空间中寻找最优结构设计并进行虚拟仿真验证，从而得到最优的实际产

品结构。

关键词：CCB；参数化建模；Kriging；Isight优化

中图分类号：TB115.1文献标志码：B

IsightoptimizationapplicationonCCBdesign

Abstract:DuringpreliminaryphaseofCCB(CrossCarBeam)designdevelopment,multipledesign

parameterswereselectedasdesignvariables.ParameterizedmodelwasbuiltinSFEenvironmentbasedon

selectedvariables.ProperDOEorthogonaltablewasdeterminedtooutputsamplemodels.Krigingmethod

wasusedtocreateresponseapproximatesurfaceofsampleresults.Itisfoundthattuberadiusandthickness

weremostimportantvariablesaccordingtoANOVAanalysis,whichcouldprovideguidelineforfurtherCCB

design.Meanwhile,Isightoptimizationalgorithmwasutilizedtofindoptimumdesignindesignspace.The

optimumdesignwasvalidatedinvirtualsimulationswhichleadoptimumproductdesign.

Keywords:CCB;Parameterizedmodel;Kriging;Isightoptimization

0引言

NVH性能，例如方向盘的怠速抖动，汽车在匀速

行驶时仪表板总成里面的振动异响等，此外，随

汽车仪表板横梁（CCB：CrossCarBeam）着汽车轻量化的要求越来越高，要开发出既能满

是汽车结构中的一个十分重要的部分，它担负着足各方面性能要求又是重量最轻的结构成为设计

仪表板总成、空调系统、转向系、安全气囊等重工程师正在面临的挑战。在汽车结构设计和开发

要子系统，并为很多与控制相关的电子模块提供过程中要解决这样的问题，需要在设计自由度相

安装接口，这些模块包括BCM、保险丝盒、空调对较大的设计早期引入优化分析，有针对性选取

控制模块等。CCB设计的好坏直接影响到汽车的产品设计中的具体参数作为变量进行研究，通过

收稿日期：2013-0x-xx

作者简介：

64计算机辅助工程2013年

科学的方法了解影响产品性能和重量的关键设计

参数，从而指导设计得到最优的产品结构，并且

通过分析为同类产品设计提供指导方向。

（2）

当时，；当

1优化流程

1.1优化方法对比

传统的优化方法是尺寸优化和形状优化的组

合，使用Optistruct求解器进行的优化分析中只

时，；其他情况，，

能提取单一变量对结果影响程度的灵敏度信息，其中。

没法得到变量与变量之间交互对结果的影响信

息，同时由于求解器算法的原因，常规优化只能

得到变量的初值附近局部最优解，这样不利于工

程师真正深入地理解设计参数对性能的影响。此

外，如果待研究的分析工况使用Optistruct求解

器计算需要2～3小时甚至更长的时间，那么求解

器在计算十几个变量的效率会比较低，求解器的

梯度寻优时完成一个迭代步的时间会成变得很

式（2）中：接收率pu=n/N，n为第u方向同

一邻域范围内接收解的个数