基于代理模型的白车身轻量化设计

• 作者: 张江帆 王良模 王陶 袁刘凯
• 来源期刊: 江苏大学学报（自然科学版）
• 关键词: 白车身 轻量化 代理模型 遗传算法 多目标优化
• 年，卷（期）: 2020,（6）
• 页码范围: 634-639
• 页数: 6页
• 分类号: TH123
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1671-7775.2020.06.003

摘要

针对传统有限元法无法有效实现白车身轻量化的问题,提出了将代理模型技术应用于白车身系统建模与优化设计中,实现白车身在刚度和模态约束下的全局轻量化.通过采用面向质量响应的相对灵敏度分析,从白车身中筛选出16个关键部件.以部件厚度为设计变量,构建了3阶响应面模型、径向基函数模型和克里金模型,并对比了不同代理模型的拟合精度.以整车质量和1阶扭转模态频率为目标,采用第2代非支配排序遗传算法对关键零件厚度进行多目标优化.对优化后的白车身进行刚度、模态以及表面抗凹性能验证.结果表明:3阶响应面模型的拟合精度最好,基于此代理模型进行轻量化设计,最终车身质量减少了11.5 kg,车身弯曲刚度和扭转刚度分别提升了1.8％和1.1％,侧围中板表面抗凹刚度下降了7.8％,但未超过安全范围.