摘要
对某全承载大客车车身骨架结构进行包括轻量化、刚度、强度、振动模态和翻滚的多学科设计优化,以提高客车的综合性能。为克服客车翻滚分析的高度非线性带来的寻优困难,并解决结构有限元分析的低效问题,建立各学科的近似模型。首先建立大客车车身结构有限元模型,其中刚度、强度以及振动模态分析由Msc.Nastran完成,翻滚分析由显式动力学软件Ls-dyna完成。其次结合工艺要求和灵敏度分析结果,选择出各学科的设计变量,用优化的拉丁方方法完成试验设计。在此基础上,采用响应面方法建立各学科结构响应的近似模型。建立客车车身骨架结构的多学科优化模型,并用协同优化方法求解。结果显示,优化后的设计方案在轻量化、刚度、强度、模态振动和翻滚安全性方面均优于原设计方案。
A multidisciplinary design optimization（MDO）,considering lightweight,stiffness,strength,vibration mode and rollover,is implemented to an integral bus body structure to improve its synthetic performance.To conquer the difficulty of high nonlinearity brought by rollover analysis and to resolve the time consuming problem of structural finite element（FE） analysis,multidisciplinary approximate models are built.The FE models of the bus body are established,in which the stiffness,strength and vibration mode analyses are finished by Msc.Nastran,and the rollover analysis is solved by the explicit dynamic software Ls-dyna.The disciplinary variables are selected on the basis of technological requirements and sensitivity analysis results.The experimental design is finished by using optimal Latin hypercube method.Then the multidisciplinary approximate models are constructed by using the response surface method.The MDO problem is solved by using collaborative optimization approach.The result shows that the optimal solution is better than the original design in aspects of lightweight,stiffness,strength,modal vibration,and safety of rollover.
出处
《机械工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2010年第18期128-133,共6页
Journal of Mechanical Engineering
基金
国家高技术研究发展计划资助项目(863计划
2007AA04Z133)
关键词
客车车身
多学科设计
协同优化
响应面方法
Bus body Multidisciplinary design Collaborative optimization Response surface method
作者简介
作者简介：苏瑞意，男，1983年出生，博士研究生。主要研究方向为汽车结构多学科设计优化。E—mml：sry@mails．tsinghua．edu．cn
桂良进，男，1971年出生，副研究员。主要研究方向为车身结构有限元分析及应用，汽车结构轻量化。E-torahgui@mail．tsinghua．edu．cn
范子杰，男，1958年出生，教授，博士研究生导师。主要研究方向为汽车结构分析、优化设计和CAE方法。E—mail：zjfan@mail．tsinghua．edu.cn
