[发明专利]一种商用车驾驶室白车身轻量化优化方法

权利要求书

1.一种商用车驾驶室白车身轻量化优化方法，包括龙骨框架及蒙皮结构，其特征是：包括如下步骤：

(1)建立商用车驾驶室白车身初步3D数据；

(2)对建立的白车身初步3D数据进行拓扑分析，使白车身初步3D数据与拓扑分析的结果一致；

(3)采用SFE-Concept软件建立商用车驾驶室隐式参数化模型；

(4)初始性能分析及对标：对建立的隐式参数化模型进行初始性能分析，包括弯曲刚度工况、扭转刚度工况的静力分析，模态分析，驾驶室正面摆锤撞击分析，并与实验数据对标，保证各项性能指标误差在合理范围内；

(5)确定优化目标与约束：将驾驶室质量、弯扭刚度作为优化目标，低阶弯扭模态频率、侵入量作为优化约束，板件厚度为优化变量；

(6)以车身板厚为变量进行灵敏度分析，以便筛选关键变量；

(7)通过灵敏度分析得到弯曲刚度、扭转刚度、质量、一阶模态频率、一阶扭转频率、正面碰撞等目标响应对所有厚度变量的敏度排序，选取对质量较敏感而对其他性能不敏感的变量作为最终的设计变量；

(8)将步骤(7)得到的设计变量录入到步骤(3)建立好的商用车驾驶室险工参数化模型中，将定义好设计变更的模型作为后续优化设计模型；

(9)选择优化拉丁超立方算法对步骤(8)的优化设计模型进行实验设计采样，以获取样本数据；

(10)根据步骤(9)所得样本数据建立近似模型，并通过决定系数R²和均方根误差RSME检验近似模型的精度，其中

式中：N为构造响应面模型的样本点数，y_i为第i个响应仿真实际值；为第i个响应近似模型预测值；为仿真实际值的平均值；

(11)建立优化设计数学模型：

Variable：D＝[d₁，d₂，d₃，d₄，d₅，d₆，d₇]^T

d_imin≤d_i≤d_imax

Obiective：f(x)＝{minf(M)-maxf(F_B)-maxf(F_T)}

s.t：f_TM1≥f_TM0；f_BM1≥f_BM0；

f_a(min)≤f_a≤f_a(max)f_b(min)≤f_b≤f_b(max)

f_c(min)≤f_c≤f_c(max)f_d(min)≤f_d≤f_d(max)

式中，D为厚度变量向量，d_i为第i个厚度变量，d_imin和d_imax为第i个厚度变量下限及上限，minf(M)为驾驶室质量最小；maxf(F_B)为弯曲刚度最大；maxf(F_T)为扭转刚度最大；f_TM0、f_TM1为优化前后一阶扭转模态；f_BM0、f_BM1为优化前后一阶弯曲模态；f_a(min)、f_b(min)、f_c(min)、f_d(min)、f_a(max)、f_b(max)、f_c(max)、f_d(max)分别为转向管柱、方向盘、仪表板、仪表板骨架侵入量下限与上限；

(12)通过ISight软件搭建联合仿真流程，选用第二代遗传算法对建立的优化问题进行求解；

(13)得到满足条件的最优解；

(14)优化结果的检验：

(15)确定最终优化方案。