韩国三级一区,免费人成网在线观看品观网

目前鋼材約占車輛重量的六成,，重量一直是汽車企業(yè)的首要關(guān)注的問題,，因?yàn)橹亓颗c燃油效率息息相關(guān),。鋁,、鎂和合成材料等越來越可能替代鋼材組件,。雖然鋼材的可靠耐久性經(jīng)驗(yàn)證,，可能一段時間內(nèi)仍將擔(dān)當(dāng)車體的主要材料,，但汽車生產(chǎn)商在促進(jìn)鋼車身輕量化方面開始考慮如何做到幾近極限,。為了充分了解并全面達(dá)到極限,，汽車廠商開始采用先進(jìn)的計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）工具來優(yōu)化設(shè)計(jì),，以合理成本滿足客戶的質(zhì)量要求，并應(yīng)對越來越嚴(yán)格的油耗要求,、排放標(biāo)準(zhǔn)和碰撞測試要求,。

馬自達(dá)汽車公司（日本廣島）汽車開發(fā)部和技術(shù)研究中心近期基于公司的CX-5車型開發(fā)了鋼車體結(jié)構(gòu)跨學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化方法（MDO）。

馬自達(dá)的技術(shù)專家Takehisa Kohira指出：“優(yōu)化技術(shù)對更高性能和輕量化這兩大要求之間實(shí)現(xiàn)平衡至關(guān)重要,�,！�

團(tuán)隊(duì)的目標(biāo)是探尋最輕型鋼部件有效組合（按金屬板厚度計(jì)算），實(shí)現(xiàn)剛度,、NVH品質(zhì),、耐用性和抗撞擊性四方面目標(biāo)要求，滿足CX-5的“禮帽式”結(jié)構(gòu)要求,。團(tuán)隊(duì)采用多種不同CAE工具,，針對整車車身行為進(jìn)行建模分析，這些分析工具包括Abaqus,、LS-DYNA,、Nastran等。Kohira指出：“CAE幫助我們改進(jìn)設(shè)計(jì)，提高分析準(zhǔn)確度,，并減少所需的原型數(shù)量,。”Abaqus有限元分析（FEA）在車輛開發(fā)過程中評估強(qiáng)度,、以及整車身組件耐用性和動力總成部件的熱應(yīng)力,。

創(chuàng)建一個總體分析系統(tǒng)，首先優(yōu)化四大目標(biāo)領(lǐng)域中每個領(lǐng)域的車身行為,，再找到將所有最佳特性融合在一起的最終設(shè)計(jì),，確保盡可能的輕量化，這是一項(xiàng)復(fù)雜的分析極具挑戰(zhàn),。

在檢查目標(biāo)行為中,，剛度靜態(tài)和動態(tài)硬度主要涉及線性計(jì)算。而NVH分析則涉及復(fù)雜的多物理問題,，需要考慮框架元件的物理互動和整車震動,。抗撞擊性涉及到碰撞的位置和方向,，是正面,、后面還是側(cè)面，這是非線性的,，也是最復(fù)雜的,。Kohira指出：“側(cè)面碰撞分析只涉及彎曲/屈曲層面的問題，可用近似模型預(yù)測,。不過,，正面和后面碰撞則涉及強(qiáng)非線性問題，牽扯到許多組件的屈曲和軸向擠壓,，因此重量和性能的綜合平衡在這種分析中就極為復(fù)雜,。

為使所有數(shù)據(jù)集中達(dá)到“最佳性能”車身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，團(tuán)隊(duì)采用了各種試驗(yàn)設(shè)計(jì)（DOE）方法和近似模型,，手動調(diào)節(jié)不同行為間的參數(shù)沖突與約束,。車身的各種性能目標(biāo)都被視為約束條件，設(shè)計(jì)變量為每個車身組件的材料厚度,。Kohira指出：“我們的最終目標(biāo)是盡可能減輕車重,，但通過手動調(diào)整數(shù)據(jù)組織來實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)需要花費(fèi)極長的時間�,！�

于是團(tuán)隊(duì)采用Isight進(jìn)行流程自動化和優(yōu)化設(shè)計(jì)探索,。Kohira指出：“一旦我們使用Isight，就能利用DOE分析技術(shù)更加容易的分析最初設(shè)計(jì)的局限性,，隨后就能更順利地做出工程決策,。我們能更清晰地看到設(shè)計(jì)空間，也能對結(jié)果獲得更好的可視化展示�,！�

Isight通過拖拉方式幫助工程師集成所有CAE軟件到工作流程中,，Isight能自動運(yùn)行權(quán)衡性能指標(biāo)自動調(diào)整參數(shù)序列滿足約束。Kohira指出：“利用Isight,，我們能確認(rèn),、并數(shù)值驗(yàn)證設(shè)計(jì)人員的創(chuàng)意，并能夠大幅提升設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)正確性的信心,�,！�

將Isight應(yīng)用到車身優(yōu)化問題有一個有趣的效果，就是能根據(jù)整體結(jié)構(gòu)性能響應(yīng)來對組件敏度進(jìn)行分類,。Kohira指出：“在優(yōu)化過程中,，大多數(shù)情況下對性能響應(yīng)較低的部件都能變得更輕。另一方面,，對性能影響較大的組件要變得更重厚重。Isight多目標(biāo)優(yōu)化幫助我們平衡相互矛盾的需求,，同時也能減輕整體重量的需求,。”

那么結(jié)果如何,？團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了重量比CX-5前期設(shè)計(jì)減輕3.4%的目標(biāo),。多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化工作方法現(xiàn)在正應(yīng)用于馬自達(dá)的創(chuàng)馳藍(lán)天（SKYACTIV）車身技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目中，將通過引擎和傳動技術(shù)改進(jìn)以及輕量化的車身,、底盤最終提高汽車燃油效率,。

展望未來，馬自達(dá)團(tuán)隊(duì)計(jì)劃對鋁,、CFRP（碳纖維增強(qiáng)塑料）等其他材料也可采基于Isight自動化多學(xué)科多目標(biāo)尋優(yōu)MDO系統(tǒng),。Kohira指出：“我們目前已將鋼車身設(shè)計(jì)細(xì)化到最大極限。未來設(shè)計(jì)除了鋼材之外還會涉及許多其他新材料,，不過我們現(xiàn)在已經(jīng)擁有了基于Isight的應(yīng)對更高復(fù)雜性的技術(shù)解決方案,。”

機(jī)械社區(qū)