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基于OptiStruct的白车身拓扑优化研究

2015/8/3        作者:张继游      
关键字:OptiStruct  白车身  拓扑优化  
本文采用优化工具OptiStruct,以柔度最小化为目标建立了汽车白车身拓扑优化模型,分析工况包括弯曲刚度、扭转刚度、正面碰撞、后面碰撞和侧面碰撞,目的是考察拓扑优化技术在车身架构前期开发中应用的可行性。

3.2各个工况优化结果分析

    (1)弯曲刚度工况

    弯曲刚度工况优化结果如图3所示。柔度经过34迭代,最终优化的最小柔度为13.9N·mm,迭代过程如图4所示。由图5可知,载荷传递路径有3条,中央通道下横梁①→前纵梁末端②,中央通道下横梁①→门槛梁③,备胎前横梁④→后纵梁中部⑤。

图3 弯曲刚度工况优化结果

图3 弯曲刚度工况优化结果

图4 柔度迭代过程

图4 柔度迭代过程

图5 优化结果解析

图5 优化结果解析

    (2)扭转刚度工况

    扭转刚度工况优化结果如图6所示。柔度经过80迭代,最终优化的最小柔度为97.7N·mm,迭代过程如图7所示。由图8可知,材料在备胎前横梁①和后横梁堆积②,可知该两个结构对扭转刚度作用大,同时后纵梁中段前横梁①通过载荷传递路径与门槛梁③前端相连。

图6 扭转刚度工况优化结果

图6 扭转刚度工况优化结果

图7 柔度迭代过程

图7 柔度迭代过程

图8 优化结果解析

图8 优化结果解析

    (3)正面碰撞工况

    正面碰撞工况优化结果如图9所示。柔度经过25迭代,最终优化的最小柔度为9KN·mm,迭代过程如图10所示。由图11可知,载荷传递路径由前纵梁中段①分叉,分别传递到上边梁②和前纵梁末端③,前纵梁末端③的载荷传递路径又分为3条,分别是门槛梁④、前纵梁末端延伸段⑤和中央通道下横梁⑥。

责任编辑:吴星星
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