基于拓扑优化和灵敏度分析的汽车车身轻量化研究



基于拓扑优化和灵敏度分析的汽车车身轻量化研究

轻量化是近年来汽车工业的主要研究热点。轻量化的任务是找到符合要求的最佳可能解决方案。传统轻量化主要依靠经验和试验，以改变板的结构和厚度为主，但这需要进行大量的试验且存在风险，优化效果也不理想。近年来，开发了各种方法以实现结构优化。拓扑优化和灵敏度分析是近年来成功设计汽车车身结构的有效方法。

提出了一种新的轻量化策略，从而提高传统轻量化方法的效率。拓扑优化首次应用到汽车车身，以找到其结构薄弱部分，进而对其进行修补，提高整体性能。冲孔和形状切割也适用于轻量化技术，从而可减少材料使用面积，使轻量化技术最大限度地发挥潜能。

灵敏度分析应用于轻量化研究领域中，以实现板厚的优化。通过对板厚进行优化，可明显减轻白车身的质量。通过各种性能测试验证优化设计的效率，以实现轻量化的同时保证主要性能不降低。拓扑优化和灵敏度分析的结合，可以最大限度地减轻汽车车身质量，实现轻量化，这也为其它汽车零部件的轻量化问题提供了指导和借鉴。

所提出的汽车车身轻量化策略能够最大化地实现轻量化，而且提高了效率。各种性能测试也验证了该轻量化策略的效率。

Jeff Conklin et al. SAE 2015-01-1367.

编译：王维