汽車輕量化的協同優化設計

?

汽車輕量化的協同優化設計

2012～2020年間，基于質量的燃料消耗和CO2排放限值將應用于所有新的汽車。實現車身和其它結構輕量化的目標可以通過優化設計和材料替代方法來完成。目前，汽車發展戰略的重點是設計更輕、成本更具有競爭力的新車型。

愛達克公司已經對現有車輛進行了輕量化設計研究，研究的汽車要滿足監管碰撞安全規定和NVH性能要求。進行子系統級優化與多學科優化結合的研究。子系統級優化目標是滿足子系統的性能目標，同時減輕子系統自身的質量。各子系統的可行性設計被列入整車設計中。優化結果使汽車質量減輕14%～28%。介紹了汽車輕量化設計優化的不同策略，包括子系統協同方法、整車協同方法以及手動和自動優化方案。

為迎接改善燃油經濟性和CO2排放限制的挑戰，新型汽車需要兼顧質量和動力方面的雙重效應，并能吸引客戶而不影響當前車輛的安全和其它屬性。由于汽車子系統數量眾多并相對復雜，減輕車輛總質量是一個最具有挑戰性的設計任務。結構設計應該用一個多學科的方法來完成，如智能設計理念和材料技術可以與適當的制造方法相結合。本文描述協同設計方法的流程和工具。虛擬的計算機輔助設計（CAE）車輛模型是一種設計工具，可用來評估性能、成本、質量和功能。

總之，一個良好的具有戰略意義的協同優化過程有助于最大限度地提高輕量化設計的潛力。這個過程必須利用材料、制造和軟件方面的最新技術和高性能的計算工具來完成。優化過程必須采用協同合作的方式，包括一個總的系統策略、自動化、靈活性和智能化，從而實現全面優化的目標。

Velayudham Ganesan et al. SAE 2014-01-0392.

編譯：王維