电动车辆白车身灵敏度分析及优化.pdf

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1、仪器仪表／检测／监控现代制造工程(ModemM卸ufact谢ngEn画needIlg)2016年第6期电动车辆白车身灵敏度分析及优化+唐焱，刘俊杰，陈金龙(桂林电子科技大学机电工程学院，桂林54l004)摘要：在设计电动车辆白车身时，为了在保证刚度和模态性能的同时降低车身重量，可以通过以电动车辆白车身的钣金件厚度为设计变量，以刚度和一阶模态为车身性能约束指标，以板厚的变化范围为边界约束指标，得到刚度和一阶模态对钣金件厚度的灵敏度，进而调整钣金件的厚度，对车身进行优化。研究结果表明，在不影响车身性能的前提下可以实现白车身的轻量化，同时节约了生产成本。关键词：电动车辆；白车身；灵敏度；轻

2、量化中图分类号：U463．82文献标志码：A文章编号：1671—3133(2016)06珈149—04Dol：10．16731／i．cnki．1671—3133．2016．06．029SeI塔iti订ty龇mlysisandoptiIIIizationoftheelectdcVellides’BodyinW，lliteTangYan，LiuJunjie，ChenJinlong(SchoolofMechanical&ElectricaLlEngineering，GuilinUniVersit)rofElectronicTechnolog)，，Guilin541004，GuarI黔i，C

3、hina)Abstmct：Whendesi印ingtheBodyinWhite(BIW)ofelec研cvehicles，inordertogIl嘲tee山esti￡fhess蛐dmodalpe血册-anceattllesametime，reducingthewe喑hloft11ebody，byme卸softakingtllest锄pingpans山icknessoftlleelectricvehicles’BIWastlledesignvariables，thest硼hessandfirst-ordermodal船bodype雨册anceconstraintindex，thevar

4、iationrangeofthick—nessast}lebounda巧constraintind甑，ge砸ngt}lesensitivityofsti蜘essand￡rst—ordermodalto出eplatetllickness，andthen0pti—mizingtllebodybyadjustingthethicknessofthest啪pingpans．Theresultsshowedt}latitcanachieVetIleligIltweightoft11eBrWinthepmnlise0fnot缸fectingtheped-0manceoft}Iebody，andi

5、tc粕savethecost0fproductionatthesametime．Keywords：electricvehicle；B0dyinWhite(B1w)；8ensitivity；lighmeigllt0引言近年来，随着能源危机和废气污染日趋严峻，排污少、能源利用多元化和高效化的电动汽车正受到全球的广泛关注¨j，各国汽车厂商相继推出了轻便和实用的电动汽车产品。白车身作为承载式电动汽车的重要组成部分，其质量约占整车质量的40％，它的结构性能直接影响到整车的安全、经济和实用等特性，因此对车身进行轻量化设计就显得尤为重要心]。在轻量化设计方面，常常采用拓扑优化对车身构件进行结构和尺

6、寸优化，这种方法比较直接、彻底和有效，能根本上解决车身存在的结构问题，但该方法只适合在车身设计初期进行，车身投产后若进行结构修改会导致原来的模具无法使用，造成成本浪费，甚至会影响到同时开发的底盘、内饰和电气系统等。为了更直观地找出不同零件厚度对车身性能的影响，使白车身修改有据可依旧o，本文以灵敏度分析方法为基础，用Hy—pe咖esh软件进行白车身有限元建模，采用NAsTRAN软件计算白车身的弯曲刚度、扭转剐度和一阶模态对钣金件厚度的灵敏度，并以这3个值作为约束条件找出各钣金件厚度对车身性能的敏感程度，以钣金件厚度为设计变量对其进行优化。由于仅改变了钣金件的厚度，所以优化后对模具进行简

7、单修模后仍可继续使用。1灵敏度分析的模型设定1．1白车身有限元模型的建立本文使用的HypenⅣorks和NASTf乙AN软件包含灵+国家自然科学基金项目(51301047)；广西科学研究与技术开发计划课题项目(桂科转14122008．1)1492016年第6期现代制造工程(M0demM粕uf如t心ngEn矛neering)敏度分析和优化功能㈨，采用有限元前处理软件Hy—pemesh，在uG数模的基础上建立国内某款电动汽车白车身(MA4E)的有限元模型，该款