汽车发动机罩的轻量化设计

段锦程

汽车发动机罩的轻量化设计

段锦程

（重庆理工大学 汽车零部件先进制造技术教育部重点实验室，重庆 400054）

文章基于更换轻质材料（铝合金），并结合多目标优化对发动机罩进行轻量化。对发动机罩的扭转刚度、弯曲刚度、强度、模态、行人保护性能进行了分析。以刚强度及模态性能为约束，行人保护性能和发罩质量为目标，在Isight软件中搭建多目标优化流程，经过NSGA-Ⅱ算法迭代优化得到最优解。结果表明：优化后的发罩相比原发动机罩，刚度性能与行人保护性能有小幅提升，质量减轻39.85%，达到了很好的轻量化效果。该方法可为发动机罩轻量化设计提供一定的参考。

发动机罩；轻量化；铝合金；多目标优化；行人保护

引言

随着全球汽车保有量的逐年增加，汽车交通事故数量不断增长，能源紧缺和环境污染等问题的不断涌现，新车型的设计需要满足减排、低耗、安全等要求。这使得汽车的设计趋向于轻量化以及需要满足更高的安全性等要求[1]。

在人车碰撞交通事故中，行人头部与汽车发动机罩碰撞造成的头部伤害是造成行人重伤和死亡的主要因素[2]。从行人保护的角度来讲，发动机罩的刚度相对较小，有利于汽车对行人的保护。而发动机罩作为汽车大型覆盖件和整体外观的重要组成部分，则需要有足够的刚强度性能。对于发罩的轻量化来说，在减轻其重量的同时，如何同时满足发动机罩的各项性能要求，就显得尤为重要。而多目标优化就是解决多目标之间的冲突使得多个目标都尽可能达到最优的一种优化方法。……