基于梯度的等效静载荷法的汽车正面碰撞关键结构优化设计

陈 涛 戴江璐 陈自凯 李奇奇 李 卓

湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室，长沙,410082

基于梯度的等效静载荷法的汽车正面碰撞关键结构优化设计

陈 涛 戴江璐 陈自凯 李奇奇 李 卓

湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室，长沙,410082

针对在已有车型的继承式开发中，由于结构尺寸、总布置等因素限制，无法快速准确地进行结构非线性优化设计的问题，提出了一种基于梯度的等效静载荷法与G1-G2设计规则以及载荷传递路径相结合的正面碰撞关键结构优化设计流程：收集对标车型数据，根据G1-G2设计规则，确定满足乘员损伤的最优目标加速度等效双阶梯形波；建立载荷数据库，得到一类车型的碰撞载荷路径百分比分布图；提取基础车型正面碰撞关键部件，以目标波形为指导对其进行必要的截面尺寸优化，并运用ESLMG对其进行厚度优化；将优化后的关键部件放入整车模型中,验证其加速度曲线是否达到目标值。结果表明，优化后的结构特性基本达到目标要求，整车碰撞性能得以改善。

结构非线性优化；基于梯度的等效静载荷法；G1-G2设计规则；碰撞载荷路径；车身结构平台化

0 引言

近年来，许多汽车企业为了节约成本，缩短开发周期，致力于针对已有车型进行继承式开发，实现车身结构平台化建设[1]。但是，通常由于结构尺寸以及总布置等因素影响，无法快速准确地对结构进行有效的优化设计，尤其是针对非线性工况下的整车被动安全性能的提升，困难重重[2]。……