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《純電動汽車車身結(jié)構(gòu)耐撞性的整體拓撲優(yōu)化設(shè)計》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、2016-03-2517:39:51汽車工程學報2016年1期雷正保++肖林輝++劉助春++陽彪的，利用耐撞性拓撲優(yōu)化法研究了純電動汽車頭部結(jié)構(gòu)，卻依然未能實現(xiàn)整車的耐撞性拓撲優(yōu)化。為此，提出一種整車結(jié)構(gòu)耐撞性分區(qū)拓撲優(yōu)化性和剛度要求，對劃分區(qū)域同時進行拓撲優(yōu)化，從而形成一個整體的求解體系，以解決分散優(yōu)化的不足，提高設(shè)計結(jié)果的實用性。式中為設(shè)兀為I阻尼/為H或刪式（式中演化當優(yōu)型滿碰撞安全領(lǐng)域的應(yīng)用進行了研究。首先，Patel等⑸對車身梁結(jié)構(gòu)進行了抗撞性優(yōu)化；聶昕等"運用耐撞性拓撲優(yōu)化法對某車輛的門檻梁進行40%偏置碰撞和側(cè)而碰撞的并行拓撲
2、優(yōu)化，提高了車輛的碰撞性能；高云凱等⑺以基于混合元胞自動機的耐撞性拓撲優(yōu)化為基礎(chǔ)對保險杠橫梁進行研究，提高了保險杠橫梁耐撞性。然而這些研究僅停留在對汽車的某些結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計上，屬于局部分散拓撲優(yōu)化范疇，分散拓撲優(yōu)化沒有經(jīng)過整車的協(xié)調(diào)，會出現(xiàn)“顧此失彼”的不足，其最優(yōu)解在理論上并沒有達到真正的整體最優(yōu)。雷正保等⑻以碰撞相容性指標為冃設(shè)計方法，通過將整車劃分為多個目標優(yōu)化區(qū)域，采用整體優(yōu)化設(shè)計方法，綜合考慮車身結(jié)構(gòu)的耐撞4耐撞性拓撲優(yōu)化方法耐撞性拓撲優(yōu)化法，是以SIMP模型為基礎(chǔ)的HCA方法。CA是一個山規(guī)則的元胞網(wǎng)格或晶格組成的離散計算模型，各
3、連續(xù)體結(jié)構(gòu)均被離散成有限幾個相鄰的元胞結(jié)構(gòu)，在拓撲優(yōu)化過程中每個材料單元與晶格中元胞單元一一對應(yīng)。基于SIMP模型，將材料屬性映射到相對密度卄自匕貝1卜卜業(yè)Pn"斗命：心宀iV.IJtrA/i4-n表1整車重要w長厶/mmX寬B/mmX高H/mm軸距/mm輪距（前、后）/mm輪胎規(guī)格/mm整備質(zhì)量m/kg圖2整車有摘要：針對傳統(tǒng)分散拓撲優(yōu)化不能獲得優(yōu)化結(jié)果的整體性能最優(yōu)的缺陷，捉出了一種整體拓撲優(yōu)化策略，并運用到純電動汽車車身概念優(yōu)化設(shè)計中。采用耐撞性拓撲優(yōu)化法，以車身結(jié)構(gòu)的耐撞性為設(shè)計目標，并以結(jié)構(gòu)變形量和優(yōu)化質(zhì)量比為約束條件，綜合考慮六
4、種碰撞工況，得到輪廓清晰的車身拓撲構(gòu)型；然后對該構(gòu)世進行耐撞性性能分析。結(jié)果表明，整體拓撲構(gòu)型不僅滿足碰撞安全要求，而且整體優(yōu)化的結(jié)果優(yōu)于分散優(yōu)化。關(guān)鍵詞：純電動汽車；耐撞性拓撲優(yōu)化；汽車碰撞；整體優(yōu)化屮圖分類號：U469.72文獻標文獻標識碼:A文獻標DOI：10.3969/j.issn.2095-1469.2016.01.03Abstract：Thetraditionaldecentralizedtopologyoptimizationdoesnotguaranteetheoptimizationresultsachievingtheo
5、veralloptimalperformanee,sotheoveralltopologyoptimizationstrategywasbroughtforward,whichwasappliedtoconceptualoptimaldesignofpureelectriccarbody.Aimingatcrashworthinessdesignofthebodystructure,withthestructuraldeformationandmassfractionasconstraints,thepaperappliedthecrash
6、worthinesstopologyoptimizationmethodandobtainedaclearbodytopologyconfiguration,bycomprehensivelyconsidering6kindsofcollisionconditionsThenthecrashworthinessperformaneeoftheconfigurationwasanalyzed?Itshowsthattheoveralltopologyconfigurationmeetsthecollisionsafetyrequirement
7、sandtheoveralloptimizationcanproduceresultssuperiortothosefromthedecentralizedoptimization.Keywords：pureelectricvehicle；crashworthinesstopologyoptimization；carcollision：overalloptimization耐撞性拓撲優(yōu)化采用基于固體材料齊向同性懲罰(SolidIsotropicMicrostructureswithPenalization,SIMP)模型的混合元胞自動機方法
8、(HybridCellularAutomata,HCA),在解決結(jié)構(gòu)非線性大變形的瞬態(tài)動力學問題吋，克服了傳統(tǒng)算法數(shù)值不穩(wěn)定等問題，計算效率高，收斂性好，是近來提出的很有潛力的動
