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OptiStruct在白车身焊点优化中的应用

2013/6/18    来源:Altair    作者:罗淼  张鹏飞      
关键字:OptiStruct  拓扑优化  

摘要:本文建立了以白车身结构性能为约束条件,焊点数量最少为目标的优化模型,应用HyperWorks/OptiStruct模块对某白车身焊点进行拓扑优化,得到焊点贡献量分布情况,并依此调整焊点布置。经验证表明,应用OptiStruct工具进行白车身焊点优化是可行有效的。

关键词:白车身,焊点,OptiStruct,拓扑优化

0 前言

    承载式白车身结构性能是决定乘用车整车性能的重要参数,其主要的考察指标是白车身刚度及模态。白车身的结构性能不仅影响着振动噪声、整车耐撞及疲劳耐久等性能,同时对车辆操控性等驾驶体验也有重要的影响[1]。通常,白车身是通过焊点连接许多薄壁结构的钣金件组成。较多的焊点对结构刚度及强度有益,但增加了焊接能耗、时间等生产成本。故在保持整车性能的基础上,优化焊点位置、减少焊点数量对降低企业成本及提高生产效率有较大的意义。本文主要研究白车身焊点对其结构性能的影响,得到各个焊点的灵敏度,通过调整焊点分布,以达到满足白车身结构性能的基础上减少焊点数量的目的。

1 优化模型的建立

    白车身主要分为前舱、中地板、后地板、侧围及顶盖等,其均为薄板冲压件,使用HyperMesh将板件进行网格划分为四边形及少量三角形壳单元,各板件之间采用Area Contact Method(ACM)焊点进行连接。两层焊接的ACM焊点由一个六面体单元和八个RBE3单元组成,如图1所示。以某白车身为例,划分网格、建立焊接后模型如图2所示。

ACM焊点的单元结构

    图1 ACM焊点的单元结构 

焊接完成后的模型

    图2 焊接完成后的模型

    其中,壳单元共有465000个,焊点共有3874个,以三层焊包含两个六面体单元计算,六面体单元共有4970个。

责任编辑:程玥
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