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汽车工程

2015年(第37卷)第2期

AutomotiveEngineering2015(Vol．37)No．2

2015044

实验设计与近似模型结合下的副车架结构

*

轻量化优化

1，212222

朱剑峰，林逸，史国宏，寇宏滨，姜欣，王水莹

(1．北京理工大学机械与车辆学院，北京100081;2．泛亚汽车技术中心有限公司，上海201206)

［摘要］为提高副车架静、动态结构性能，采用实验设计方法，建立近似模型，通过对近似模型的优化完成副

车架结构的优化设计。优化后副车架结构的静动刚度和模态都达到设计要求，质量减轻约1kg。基于近似模型的

优化方法在副车架结构轻量化优化中的成功应用表明了其在汽车底盘结构优化设计中具有很好的应用前景。

关键词:副车架;实验设计;近似模型;轻量化优化

LightweightOptimizationofVehicleSubframeStructureBasedonthe

CombinationofDOEandSurrogateModel

1，212222

ZhuJianfeng，LinYi，ShiGuohong，KouHongbin，JiangXin＆WangShuiying

1．SchoolofMechanicalandVehicularEngineering，BeijingInstituteofTechnology，Beijing100081;

2．PanAsiaTechnicalAutomotiveCenterCo．，Ltd．，Shanghai201206

［Abstract］Inordertoenhancethestaticanddynamicperformanceofsubframestructure，asurrogatemodel

isbuiltusingDOEmethod，onwhichasimulationisconductedtofulfilltheoptimizationdesignofsubframestruc-

ture．Afteroptimization，thestaticanddynamicstiffnessandmodalfrequenciesofsubframestructureallmeetthe

designrequirementswithitsmassreducedby1kg．Thesuccessfulapplicationofsurrogatemodel-basedoptimization

tothelightweightoptimizationofsubframestructureindicatesitspromisingprospectinoptimizationdesignofvehicle

chassisstructure．

Keywords:subframe;DOE;surrogatemodel;lightweightoptimization

汽车前部结构进行了耐撞性优化设计，达到了预期

效果。文献［2］中采用基于序列响应面模型的方前言

法，结合遗传算法对全承载大客车固有振动频率进

汽车底盘结构受载工况十分复杂，副车架是其行优化分析得到了理想的结果。文献［3］中在汽车

中一个重要部件。对副车架而言，存在许多静动态

概念设计阶段对车身接头的结构采用拉丁方实验设

评价指标，有些指标之间往往相互矛盾，所以要满足计和响应面结合的方法进行了优化设计，优化后的

所有的设计目标十分困难。目前，国内的副车架设结构在满足结构性能的同时减轻了整车质量。

计基本思路是参考同类车型结构进行局部改进设本文中首先建立副车架结构的有限元模型，利

计，缺乏相应的自主技术。通过实验设计和近似模用Morpher软件对副车架结构进行参数化，采用实

型相结合的方法，可对汽车底盘进行结构优化，在结验设计方法生成副车架有限元分析样本，并建立近

构满足性能最优的基础上实现轻量化，同时加快了似模型对副车架进行结构轻量化优化设计，通过对

开发进度，提高了市场竞争力。

比优化前后的副车架结构性能验证了该方法在汽车

文献［1］中应用Kriging模型法结合实验设计对结构优化中的工程应用价值。

*国家自然科学基金(和资助。

原稿收到日期为2013年1月7日，修改稿收到日期为20