[发明专利]一种车身轻量化设计方法

权利要求书

1.一种车身轻量化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、根据车身的CAD数据建立车身有限元模型；

S2、建立车身模态、弯曲和扭转刚度分析模型，计算得到模态、弯曲和扭转刚度值；

S3、在车身模态、刚度分析模型的基础上设置灵敏度分析所需的设计参数、设计变量、约束条件以及目标函数，建立灵敏度分析模型并进行求解计算；

S4、将灵敏度分析模型计算结果进行整理，得到设计变量所对应的车身钣金件的灵敏度分析结果；

S5、在灵敏度分析模型的基础上，根据灵敏度分析结果，选取轻量化设计变量、约束条件和目标函数，建立车身轻量化优化计算模型并进行求解计算；

S6、对步骤S5的计算结果进行提取，根据实际工程经验修改部分钣金件的厚度值以满足工程要求，形成新的BOM表；

S7、判断BOM表是否满足轻量化设计目标，若满足，则设计完成；若不满足，则重复步骤S6，直至满足轻量化设计目标。

2.根据权利要求1所述的一种车身轻量化设计方法，其特征在于，所述步骤S1中车身有限元模型满足有限元网格质量标准且经过模态试验对标验证。

3.根据权利要求2所述的一种车身轻量化设计方法，其特征在于，所述有限元网格质量标准包括：

长宽比<3，翘曲度<10，雅克比>0.6，45°<四边形最小内角<130°，20°<三角形最小内角<100°。

4.根据权利要求1所述的一种车身轻量化设计方法，其特征在于，所述步骤S3中灵敏度分析所需的设计变量为料厚可进行变更的钣金件，并定义厚度的变化范围；灵敏度分析所需的约束条件包括：车身的弯曲和扭转模态频率值不小于设定的目标值，弯曲和扭转刚度计算值不小于设定的目标值；灵敏度分析所需的目标函数是以车身质量最小为优化目标。

5.根据权利要求1所述的一种车身轻量化设计方法，其特征在于，所述步骤S4中灵敏度分析结果包括模态灵敏度系数、刚度灵敏度系数以及重量灵敏度系数。

6.根据权利要求1所述的一种车身轻量化设计方法，其特征在于，所述步骤S5中轻量化设计变量包括：模态灵敏度系数和刚度灵敏度系数小且重量灵敏度系数大的部件，模态灵敏度系数和刚度灵敏度系数大且重量灵敏度系数小的钣金件；轻量化约束条件包括：车身的弯曲和扭转模态频率值不小于设定的目标值，弯曲和扭转刚度计算值不小于设定的目标值；轻量化的目标函数是以车身质量最小为优化目标。