汽车轻量化的协同优化设计



汽车轻量化的协同优化设计

2012～2020年间，基于质量的燃料消耗和CO2排放限值将应用于所有新的汽车。实现车身和其它结构轻量化的目标可以通过优化设计和材料替代方法来完成。目前，汽车发展战略的重点是设计更轻、成本更具有竞争力的新车型。

爱达克公司已经对现有车辆进行了轻量化设计研究，研究的汽车要满足监管碰撞安全规定和NVH性能要求。进行子系统级优化与多学科优化结合的研究。子系统级优化目标是满足子系统的性能目标，同时减轻子系统自身的质量。各子系统的可行性设计被列入整车设计中。优化结果使汽车质量减轻14%～28%。介绍了汽车轻量化设计优化的不同策略，包括子系统协同方法、整车协同方法以及手动和自动优化方案。

为迎接改善燃油经济性和CO2排放限制的挑战，新型汽车需要兼顾质量和动力方面的双重效应，并能吸引客户而不影响当前车辆的安全和其它属性。由于汽车子系统数量众多并相对复杂，减轻车辆总质量是一个最具有挑战性的设计任务。结构设计应该用一个多学科的方法来完成，如智能设计理念和材料技术可以与适当的制造方法相结合。本文描述协同设计方法的流程和工具。虚拟的计算机辅助设计（CAE）车辆模型是一种设计工具，可用来评估性能、成本、质量和功能。

总之，一个良好的具有战略意义的协同优化过程有助于最大限度地提高轻量化设计的潜力。这个过程必须利用材料、制造和软件方面的最新技术和高性能的计算工具来完成。优化过程必须采用协同合作的方式，包括一个总的系统策略、自动化、灵活性和智能化，从而实现全面优化的目标。

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

编译：王维