混合动力客车车身骨架轻量化设计

吴胜军，叶欣钰，江兴洋

（湖北汽车工业学院汽车动力传动与电子控制湖北省重点实验室，湖北 十堰 442002）

1 引言

汽车能源和排放是人们关注的焦点，而汽车进行轻量化设计对于节省能源，减少排放，保护环境具有重大意义。近20 年来，国外乘用车每十年减重（8～9）%，商用车减重（10～15）%[1]，而我国自主品牌的汽车整备质量则明显高于国外同类型汽车。唐唯伟等将纯电动客车车身骨架作为研究对象，对两种典型工况下车身的强度、刚度及模态进行仿真分析，采用尺寸优化的方法，得到了车身性能更好，质量更轻且结构更加合理的客车模型[2]；文献[3]基于四种工况下的有限元分析及全铝车身拓扑优化，对全铝车身结构进行改进，取得的较好的轻量化效果；文献[4]研究了某轻量化车身结构的最优传力路径，同时为了保证车身的正面碰撞安全性，提出了一种合适的形状和尺寸优化处理方法。文献[5]在满足汽车碰撞振动约束条件下，设计研究了一种使用镁合金材料的车身结构，达到了明显减重效果，且相比之前性能更好。文献[6]分析分析了四种典型工况下客车的性能，通过改变客车车架结构，减轻了客车的重量，同时有效的改善了四种工况下的应力和变形情况。

在考虑客车刚度和模态频率合理的情况下，以对客车刚度和模态性能不敏感，对质量敏感的构件的厚度为设计变量，建立质量、刚度、第一阶扭转振动固有频率的响应面模型，并进行多目标尺寸优化，完成对模型的轻量化。……