白车身减重设计方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种白车身减重设计方法及装置，该方法包括：建立目标车型以满载为基础的整车多体动力学模型；采用所述整车多体动力学模型分别获取所述目标车型白车身在多个极限工况下的载荷；将所述多个极限工况下的载荷作为所述目标车型白车身的有限元模型的输入，并将所述白车身上除所述白车身的前端、后端和顶部横梁外的部分作为优化区域；将所述优化区域的各个零件的厚度作为设计变量，以所述多个极限工况下的载荷为边界条件，以综合顺从指数为响应，以白车身质量最轻为目标，采用所述有限元模型进行优化设计，获取优化结果。本发明专利技术中，既考虑了白车身整体模态刚度，又考虑了受力点局部刚度，很好地实现了白车身的减重优化设计。

【技术实现步骤摘要】
白车身减重设计方法及装置
本专利技术涉及汽车设计技术，尤其涉及一种白车身减重设计方法及装置。
技术介绍
汽车研发设计的过程中，在保证车身刚度、强度的情况下，如何减小白车身的质量 是一个研究方向。 现有技术中，通常用弯曲、扭转和模态联合工况来优化设计白车身。但是，采用现 有技术仅能满足整体刚度的需求，没有考虑实际载荷作用下作用点的局部刚度，不能很好 的实现白车身质量优化。
技术实现思路
本专利技术提供一种白车身减重设计方法及装置，用于实现白车身的质量优化。 本专利技术第一方面提供一种白车身减重设计方法，包括： 建立目标车型以满载为基础的整车多体动力学模型，其中，所述整车模型的前轴、 后轴载荷以及整车质心高度满足预设条件； 采用所述整车多体动力学模型分别获取所述目标车型白车身在多个极限工况下 的载荷； 将所述多个极限工况下的载荷作为所述目标车型白车身的有限元模型的输入，并 将所述白车身上除所述白车身的前端、后端和顶部横梁外的部分作为优化区域； 将所述优化区域的各个零件的厚度作为设计变量，以所述多个极限工况下的载荷 为边界条件，以综合顺从指数为响应，以白车身质量最轻为目标，采用所述有限元模型进行 优化设计，获取优化结果。 本专利技术第二方面提供一种白车身减重设计装置，包括： 建立模块，用于建立目标车型以满载为基础的整车多体动力学模型，其中，所述整 车模型的前轴、后轴载荷以及整车质心高度满足预设条件； 获取模块，用于采用所述整车多体动力学模型分别获取所述目标车型白车身在多 个极限工况下的载荷； 设计模块，用于将所述多个极限工况下的载荷作为所述目标车型白车身的有限元 模型的输入，并将所述白车身上除所述白车身的前端、后端和顶部横梁外的部分作为优化 区域； 优化模块，用于将所述优化区域的各个零件的厚度作为设计变量，以所述多个极 限工况下的载荷为边界条件，以综合顺从指数为响应，以白车身质量最轻为目标，采用所述 有限元模型进行优化设计，获取优化结果。 本专利技术提供的白车身减重设计方法及装置中，建立目标车型以满载为基础的整车 多体动力学模型，采用上述整车多体动力学模型分别提取白车身在多个极限工况下的载 荷，并将上述多个极限工况下的载荷作为上述目标车型白车身的有限元模型的输入，将上 述白车身上除白车身的前端、后端和顶部横梁外的部分作为优化区域，以上述多个极限工 况下的载荷为边界条件，将优化区域的各个零件的厚度作为设计变量，以综合顺从指数为 响应，以白车身质量最轻为目标，采用上述有限元模型进行优化设计，获取优化结果。这样， 既考虑了白车身整体模态刚度，又考虑了受力点局部刚度，很好地实现了白车身的减重优 化设计。 【附图说明】 为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发 明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以 根据这些附图获得其他的附图。 图1为本专利技术提供的白车身减重设计方法实施例一的流程示意图； 图2为本专利技术提供的白车身减重设计方法实施例二的流程示意图； 图3为本专利技术提供的白车身减重设计装置实施例一的结构示意图。 【具体实施方式】 为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例 中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是 本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员 在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。 图1为本专利技术提供的白车身减重设计方法实施例一的流程示意图，如图1所示，该 方法包括： S101、建立目标车型以满载为基础的整车多体动力学模型。其中，该整车模型的前 轴、后轴载荷以及整车质心高度满足预设条件。 具体地，不同车型的前轴、后轴载荷以及整车质心高度不同，根据所优化的车型确 定前轴、后轴载荷以及整车质心高度的具体数值。 建立目标车型以满载为基础的整车多体动力学模型时，先建立目标车型的前悬架 模型和后悬架模型。为了保证模型精度，所建立的前悬架模型和后悬架模型和k&C试验结 果进行校合。 S102、采用上述整车多体动力学模型整车模型分别获取目标车型白车身在多个极 限工况下的载荷。 较优地，采用上述整车多体动力学模型分别提取白车身在11个极限工况下的载 荷。具体地，多个极限工况包括：满载、垂直方向加速度3. 5g、纵向撞击加速度2g、侧向撞击 加速度2g、转弯加速度I. 2g、纵向和侧向加速度0. 74g转弯制动、制动加速度I.lg、反向制 动加速度I. 〇g、纵向加速度〇. 5g、纵向和侧向加速度0. 45g转弯加速、垂直加速度I. 75g时 的对角线加载。其中，g为标准重力加速度，满载是指垂直方向加速度为lg。 白车身在不同极限工况下的载荷，可以通过整车多体动力学模型模拟来得到。当 然，可以有多种方式来获取不同极限工况下的载荷，在此不作限定。 S103、将上述多个极限工况下的载荷作为上述目标车型白车身的有限元模型的输 入，并将上述白车身上除白车身的前端、后端和顶部横梁外的部分作为优化区域。 建立上述目标车型白车身的有限元模型，将上述多个极限工况下的载荷作为输 入，分别输入该有限元模型。 需要说明的是，为了避开前、后和顶部碰撞的影响，在确定目标车型的优化区域 时，不考虑白车身的前端、后端和顶部横梁。 S104、将上述优化区域的各个零件的厚度作为设计变量，以上述多个极限工况下 的载荷为边界条件，以综合顺从指数为响应，以白车身质量最轻为目标，采用上述有限元模 型进行优化设计，获取优化结果。 需要说明的是，为了减少设计变量的个数，将各个零件的厚度作为设计变量时，对 于相同的零件，无需重复代入，都作为同一设计变量即可。例如，取左右对称零件为同一零 件。 本实施例中，建立目标车型以满载为基础的整车多体动力学模型，采用上述整车 多体动力学模型分别提取白车身在多个极限工况下的载荷，并将上述多个极限工况下的载 荷作为上述目标车型白车身的有限元模型的输入，将上述白车身上除白车身的前端、后端 和顶部横梁外的部分作为优化区域，以上述多个极限工况下的载荷为边界条件，将优化区 域的各个零件的厚度作为设计变量，以综合顺从指数为响应，以白车身质量最轻为目标，采 用上述有限元模型进行优化设计，获取优化结果。这样，既考虑了白车身整体模态刚度，又 考虑了受力点局部刚度，很好地实现了白车身的减重优化设计。 图2为本专利技术提供的白车身减重设计方法实施例二的流程示意图，如图2所示，基 于实施例一所述的白车身减重设计方法，上述将上述优化区域的各个零件的厚度作为设计 变量，以上述多个极限工况下的载荷为边界条件，以综合顺从指数为响应，以白车身质量最 轻为目标，采用上述有限元模型进行优化设计，获取优化结果，包括： S201、以综合顺从指数为响应，分析各设计变量对综合顺从指数的灵敏度。其中， 综合顺从指数采用公式s=Σ 表示，Wi为所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种白车身减重设计方法，其特征在于，包括：建立目标车型以满载为基础的整车多体动力学模型，其中，所述整车模型的前轴、后轴载荷以及整车质心高度满足预设条件；采用所述整车多体动力学模型分别获取所述目标车型白车身在多个极限工况下的载荷；将所述多个极限工况下的载荷作为所述目标车型白车身的有限元模型的输入，并将所述白车身上除所述白车身的前端、后端和顶部横梁外的部分作为优化区域；将所述优化区域的各个零件的厚度作为设计变量，以所述多个极限工况下的载荷为边界条件，以综合顺从指数为响应，以白车身质量最轻为目标，采用所述有限元模型进行优化设计，获取优化结果。

【技术特征摘要】
1. 一种白车身减重设计方法，其特征在于，包括： 建立目标车型以满载为基础的整车多体动力学模型，其中，所述整车模型的前轴、后轴 载荷以及整车质心高度满足预设条件； 采用所述整车多体动力学模型分别获取所述目标车型白车身在多个极限工况下的载 荷； 将所述多个极限工况下的载荷作为所述目标车型白车身的有限元模型的输入，并将所 述白车身上除所述白车身的前端、后端和顶部横梁外的部分作为优化区域； 将所述优化区域的各个零件的厚度作为设计变量，以所述多个极限工况下的载荷为边 界条件，以综合顺从指数为响应，以白车身质量最轻为目标，采用所述有限元模型进行优化 设计，获取优化结果。2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个极限工况，包括：满载、垂直方向 加速度3. 5g、纵向撞击加速度2g、侧向撞击加速度2g、转弯加速度I. 2g、纵向和侧向加速度 〇. 74g转弯制动、制动加速度I.lg、反向制动加速度l.Og、纵向加速度0. 5g、纵向和侧向加 速度〇. 45g转弯加速、垂直加速度I. 75g时的对角线加载。3. 根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述将所述优化区域的各个零件的厚 度作为设计变量，以所述多个极限工况下的载荷为边界条件，以综合顺从指数为响应，以白 车身质量最轻为目标，采用所述有限元模型进行优化设计，获取优化结果，包括： 以综合顺从指数为响应，分析各所述设计变量对所述综合顺从指数的灵敏度，获取灵 V1 ^I^ 敏度分析结果，其中，所述综合顺从指数采用公式S= 表示，Wi为 所述多个极限工况中每个极限工况的权重，Ci为所述白车身在各个极限工况下的顺从，Wj 为所述白车身各阶模态的权重，Aj为所述白车身模型各阶模态的频率，NORM为评价所述 载荷引起的顺从和所述模态频率引起的顺从的权系数，i代表每个载荷工况，j代表各阶模 态； 根据所述灵敏度分析结果，获取待优化目标零件； 将所述待优化目标零件的厚度作为目标设计变量，以所述多个极限工况下的载荷为边 界条件，以综合顺从指数为响应，以白车身质量最轻为目标，采用所述有限元模型进行优化 设计，获取优化结果，其中，所述优化结果包括各所述待优化目标零件的厚度参数，所述综 合顺从指数取对标车型的值。4. 根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述灵敏度分析结果，获取待优化目 标零件，包括： 按照各所述设计变量的灵敏度从大到小确定灵敏度最大的N个零件，以及按照各所述 设计变量的灵敏度...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡世根，贾海庆，张曦，陈伟，
申请(专利权)人：北京汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11