基于LS-OPT的整车多学科优化及轻量化优化分析

背景：整车多学科优化是整车性能、整车重量的一种协同优化的手段。整车的结构性能包括NVH、碰撞安全、刚强度等。通常的分析优化过程都是按不同学科单独进行的，然后在验证优化方案对其他性能的影响。多学科优化可以同时考察各项性能，并可以将整车质量作为设计目标，在满足各项性能的基础上进行最优化轻量化设计。

 第一章 多学科优化分析工况

分析工况：多学科优化考察的工况需要根据不同的策略进行筛选，本案例选择的非线性工况为正碰和侧柱碰，线性工况为弯曲刚度、扭转模态工况。案例模型为一个小的计算模型，和实际整车模型有些差别。

分析模型：

 设计变量：

设计响应：

 

正碰防火墙侵入量

正碰B柱加速度

侧柱碰B柱侵入量

弯曲刚度

扭转模态

 第二章 多学科优化设置

        本案例优化方法使用元模型基优化方法，采用具有域缩减的顺序优化策略，响应面采用径向基函数法，样本采用使用LSOPT自带的空间填充方法，优化方法采用自适应模拟退火优化算法。

        约束整车弯曲刚度、扭转模态、正碰防火墙侵入量、正碰B柱加速度、侧碰B柱侵入量等性能，并以整车质量为设计目标。设置最大优化迭代次数为10次。

第三章 分析优化结果

弯曲刚度灵敏度结果

扭转模态灵敏度结果

正碰B柱加速度灵敏度结果

侧柱碰B柱侵入量灵敏度结果

从灵敏度结果来看，RockerT变量对于弯曲刚度和质量等影响是最大的。

对于其他性能，可以从灵敏度结果中查看到影响最大的设计变量，从而帮助分析设计变量的选择。

响应面结果：

设计目标迭代历史：

优化结果：

       

       从优化结果来看，弯曲刚度性能基本保持不变，扭转模态、防火墙侵入量、B柱加速度和B柱侵入量等性能均有所提高。优化前整车模型质量为2265.53kg，优化后模型质量为2241.15kg，共减重24.38kg。减重效果明显。

结论：

       整车多学科优化是一个多系统的优化问题，涉及到项目开发周期，现有的软硬件资源，人力资源等多方面的因素。针对于不同的条件可以选择不同的多学科优化策略，包括不同学科的工况选择，设计变量的选择，优化目标的选择等等。本案例基于LS-OPT软件环境，简单的选择了几个基本分析工况，从分析结果来看，多学科优化对于整车性能开发及轻量化优化的效果十分明显。通过本分析案例，可以为企业建立整车多学科优化分析提供一个参考思路。

模型文件位置：

链接：https://pan.baidu.com/s/10-57vfYhw_qTFOm193pBwg
提取码：al45

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