吉利自主車型的綜合性能開發(fā)與CAE協(xié)同優(yōu)化技術(shù)

門永新 ，唐 輝，彭 鴻，朱貞英，嚴(yán)永貴

（1.浙江吉利汽車研究院有限公司，杭州 311228；2.浙江省汽車安全技術(shù)重點實驗室，杭州 311228）

吉利自主車型的綜合性能開發(fā)與CAE協(xié)同優(yōu)化技術(shù)

門永新1，2，唐 輝1，2，彭 鴻1，2，朱貞英1，2，嚴(yán)永貴1，2

（1.浙江吉利汽車研究院有限公司，杭州 311228；2.浙江省汽車安全技術(shù)重點實驗室，杭州 311228）

為了完成集碰撞安全性、乘坐舒適性、結(jié)構(gòu)可靠性和成本控制等諸多性能于一體的車型開發(fā)，需要在汽車新產(chǎn)品開發(fā)的整個過程中，充分運用計算機(jī)輔助工程（CAE）分析技術(shù)，通過多學(xué)科交叉和多目標(biāo)優(yōu)化手段，兼顧綜合性能目標(biāo)和整車開發(fā)效率。本文依托吉利車型研發(fā)流程，引入?yún)?shù)化柔性技術(shù)和多系統(tǒng)優(yōu)化方法，實施整車碰撞、噪聲振動舒適性（NVH）和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度等性能的預(yù)測和優(yōu)化，保證整車綜合性能和設(shè)計效能，最終實現(xiàn)吉利自主品牌車型的高效開發(fā)。

自主品牌；綜合性能；CAE；仿真優(yōu)化；高效開發(fā)

1 前言

近年來，隨著汽車設(shè)計和制造水平的不斷提高，汽車各項性能指標(biāo)要求越來越高，而激烈的市場競爭迫使新車型的開發(fā)周期越來越短。如何在產(chǎn)品設(shè)計階段降低成本、高效率地保證整車多項性能設(shè)計目標(biāo)成為各汽車企業(yè)新車型研發(fā)的熱點與難點。解決綜合性能有效開發(fā)和整體工作時間縮短的矛盾，其核心和根本解決方案是充分運用計算機(jī)輔助工程（CAE）技術(shù)權(quán)衡各項性能和利用仿真優(yōu)化方法實現(xiàn)車型的高效開發(fā)。

計算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用的迅速發(fā)展，使CAE成為現(xiàn)代企業(yè)最具潛力的生產(chǎn)工具。CAE技術(shù)的運用不僅可以帶來產(chǎn)品競爭力的提升，而且為企業(yè)的自主創(chuàng)新帶來契機(jī)。

本文充分結(jié)合吉利車型研發(fā)特點，通過多學(xué)科CAE優(yōu)化分析，考慮整車碰撞安全性、乘坐舒適性、結(jié)構(gòu)可靠性和輕量化等綜合要求，在產(chǎn)品設(shè)計階段進(jìn)行汽車結(jié)構(gòu)及性能預(yù)先評估，提高和權(quán)衡各項性能，保障整車開發(fā)質(zhì)量和品質(zhì)，提升自主品牌新車型的核心競爭力和市場占有率。

2 整車性能

為滿足市場多樣化需求和國家相關(guān)法規(guī)要求，在汽車研發(fā)的整個過程中，需考慮整車碰撞安全性、乘坐舒適性、結(jié)構(gòu)可靠性和輕量化等綜合要求。

碰撞安全性通過整車碰撞分析、子系統(tǒng)碰撞分析和乘員約束系統(tǒng)匹配等，確保汽車結(jié)構(gòu)設(shè)計滿足汽車安全標(biāo)準(zhǔn)，涉及汽車碰撞時的乘員保護(hù)法規(guī)以及對汽車結(jié)構(gòu)所提出的安全設(shè)計要求；乘坐舒適性考察結(jié)構(gòu)的振動和噪聲，通過對振動源、噪聲源的控制和進(jìn)行結(jié)構(gòu)振動和噪聲的傳遞特性分析改善乘車環(huán)境；結(jié)構(gòu)可靠性主要研究汽車結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度和動態(tài)特性等；在降低成本上，運用輕質(zhì)材料、特種加工制造技術(shù)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化實現(xiàn)車身的輕量化[1～4]。

3 仿真優(yōu)化技術(shù)

結(jié)合自主品牌車型研發(fā)流程和項目開發(fā)，將實際工作中運用的仿真優(yōu)化技術(shù)歸納為三類，即參數(shù)化優(yōu)化、多目標(biāo)優(yōu)化和改進(jìn)優(yōu)化。通過多種優(yōu)化途徑，快速尋求滿足目標(biāo)性能的要求，實現(xiàn)自主品牌車型綜合性能的高效開發(fā)。

3.1 參數(shù)化優(yōu)化

運用隱式參數(shù)化技術(shù)，利用結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化工具建立參數(shù)化模型，在優(yōu)化平臺上建立優(yōu)化流程工作流，通過試驗設(shè)計方法和自適應(yīng)進(jìn)化等算法，尋求最優(yōu)方案?，F(xiàn)在以某車型行人小腿碰撞優(yōu)化為例進(jìn)行介紹。

3.1.1 分析對象

為實現(xiàn)某乘用車行人小腿碰撞防護(hù)，采用“金屬吸能板+金屬下支撐”結(jié)構(gòu)形式。以吸能板的開孔大小和下支撐的位置為設(shè)計變量，以某兩個碰撞點（L1、L2）的脛骨加速度為優(yōu)化目標(biāo)，以膝蓋彎曲角度、剪切位移的歐洲新車評價規(guī)程European New Car Assessment Programme（Euro NCAP）[5]要求為約束條件，進(jìn)行小腿碰撞性能優(yōu)化。

涉及行人保護(hù)關(guān)鍵件主要為前橫梁、吸能板、下支撐總成，將其建成隱式參數(shù)化幾何模型（見圖1a），通過結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化工具生成具有參數(shù)化功能的有限元模型（見圖1b），并與行人保護(hù)模型其他部件有限元模型連接，構(gòu)成行人保護(hù)有限元模型（見圖1c），按照Euro NCAP行人保護(hù)協(xié)議定義碰撞工況。

圖1 參數(shù)化模型生成Fig.1 The generation of parametric model

3.1.2 優(yōu)化與結(jié)論

基于某優(yōu)化平臺，建立行人保護(hù)小腿碰撞多工況優(yōu)化流程，如圖2所示。其包含3個設(shè)計變量，分別為吸能板上方和下方的長條孔的長度（x1）；長條孔的寬度（x2）；Y=0 mm截面上，下支撐到前橫梁前端的X方向的距離（x3）。小腿碰撞多工況優(yōu)化的數(shù)學(xué)模型可以表示為：

式（1）中，k=1,2為碰撞點位置；Acck為脛骨加速度；Angk為膝蓋彎曲角度；Disk為膝蓋剪切位移。

優(yōu)化結(jié)果：當(dāng) x1=46.1 mm、x2=16.2 mm、x3=52.3 mm時，Acc1達(dá)到最小值；當(dāng)x1=59 mm、x2=11 mm、x3=28.3 mm時，Acc2達(dá)到最小值。根據(jù)上述優(yōu)化結(jié)果，變更設(shè)計變量，將吸能板兩邊外側(cè)的開孔（共計8個孔）更改為59 mm×11 mm，其余開孔更改為46.1 mm×16.2 mm，吸能板的優(yōu)化結(jié)構(gòu)見圖3a；將下支撐板中間部分水平往后移動2.8 mm，兩側(cè)部分后移26.3 mm，小腿下支撐的優(yōu)化結(jié)構(gòu)見圖3b。

圖2 小腿碰撞多工況優(yōu)化流程Fig.2 Multi-subcase optimization process of crus crash注：LS-DYNA為仿真軟件

由優(yōu)化方案獲取L1、L2的脛骨加速度與初始方案對比（如圖4所示）。由圖4可知，經(jīng)優(yōu)化過后，L1碰撞點的脛骨加速度下降12.1g（其中g(shù)為重力加速度），L2碰撞點的脛骨加速度下降50.2g，優(yōu)化效果較為顯著。

圖3 行人保護(hù)關(guān)鍵件優(yōu)化結(jié)構(gòu)示意圖Fig.3 Optimized structure diagram of the pedestrian protection key-parts

圖4 優(yōu)化方案與初始方案優(yōu)化結(jié)果對比Fig.4 Optimization result comparison between the optimized scheme and the prime scheme

3.2 多目標(biāo)優(yōu)化

由于汽車設(shè)計和制造水平的不斷提升，汽車各項性能指標(biāo)越發(fā)嚴(yán)格。然而，依照不同性能指標(biāo)提出的結(jié)構(gòu)設(shè)計準(zhǔn)則并不完全相同，甚至是矛盾和對立的。因此，在整車性能開發(fā)中，應(yīng)結(jié)合多性能設(shè)計需求，綜合考慮碰撞、噪聲振動舒適性（NVH）、多體動力學(xué)分析等，使優(yōu)化和設(shè)計更趨于合理?，F(xiàn)以具體案例進(jìn)行介紹。

3.2.1 模態(tài)剛度、碰撞與輕量化

在發(fā)動機(jī)罩開發(fā)過程中，對行人頭部碰撞保護(hù)設(shè)計的同時，需要考慮剛度、模態(tài)要求和輕量化目標(biāo)，而幾者往往很難兼顧。基于該背景，通過Enkibonnet平臺探索機(jī)罩多目標(biāo)的優(yōu)化與設(shè)計思路。

在該平臺中建立碰撞仿真模型，以試驗設(shè)計（DOE）樣本點建立回歸優(yōu)化模型，以頭部傷害指數(shù)和頭部Z向侵入量為約束條件，以內(nèi)板質(zhì)量最低為優(yōu)化目標(biāo)，基于正交回歸優(yōu)化原理確定內(nèi)板的最優(yōu)參數(shù)。

3.2.1.1 模型構(gòu)建與分析工況

內(nèi)板設(shè)計是基于點線面的機(jī)罩內(nèi)板正向開發(fā)過程。以每條線交點作為基本點，空間坐標(biāo)可在設(shè)計初期定義（或設(shè)計中途修改），線的位置布局直接決定內(nèi)板的整體形狀，內(nèi)板加強(qiáng)筋的寬度決定內(nèi)板二維平面，筋的拉延高度范圍決定內(nèi)板三維設(shè)計空間，如圖5所示。

圖5 內(nèi)板設(shè)計流程Fig.5 Inner panel design process

按照Euro NCAP法規(guī)Grid取點方式確定碰撞點坐標(biāo)，如圖6所示。行人保護(hù)工況約束鉸鏈所有自由度及鎖扣位置Z向自由度，選擇軟件自帶頭模進(jìn)行碰撞分析，要求頭部傷害指數(shù)小于1 000，頭部Z向侵入量小于80 mm；機(jī)罩剛度分析工況包括扭轉(zhuǎn)1工況、扭轉(zhuǎn)2工況、Y向工況三種；機(jī)罩模態(tài)分析為自由模態(tài)、無約束和無鉸鏈。各分析工況設(shè)置如表1所示。

表1 各分析工況設(shè)置Table 1 Set of each analysis subcase

3.2.1.2 優(yōu)化與結(jié)論

方案一：仿真測試為盡量接近實際機(jī)罩內(nèi)板結(jié)構(gòu)，內(nèi)板參數(shù)設(shè)置參考真實內(nèi)板，內(nèi)板厚度設(shè)置為0.7 mm，內(nèi)板加強(qiáng)筋高度有兩個參數(shù)，如圖7所示。

圖7 內(nèi)板加強(qiáng)筋高度參數(shù)示意圖Fig.7 Parameter diagram for inner panel reinforcing rib height

方案二：優(yōu)化分析以方案一中的危險點為碰撞點，以厚度T和內(nèi)板加強(qiáng)筋上部高度h1作為變量，內(nèi)板加強(qiáng)筋下部高度h2固定不變，以內(nèi)板質(zhì)量最小為目標(biāo)，以頭部傷害指數(shù)和頭部Z向侵入量為約束條件，通過樣本點仿真結(jié)果建立回歸優(yōu)化模型，求解內(nèi)板最優(yōu)參數(shù)。

優(yōu)化結(jié)果：當(dāng)T=0.607 mm、h1=10 mm和h2=15.02 mm時為最優(yōu)方案。結(jié)合生產(chǎn)工藝，選用T=0.6 mm、h1=10 mm和h2=15 mm為最終參數(shù)。通過對原機(jī)罩、方案一和方案二的機(jī)罩整體頭部傷害指數(shù)、頭部Z向侵入量和剛度、模態(tài)頻率對比分析（見圖8～圖11）可得出，新設(shè)計機(jī)罩滿足行人保護(hù)性能：頭部傷害指數(shù)小于1000，頭部Z向侵入量小于80mm；剛度與模態(tài)滿足目標(biāo)，內(nèi)板質(zhì)量與原機(jī)罩相比降低了0.26kg。

圖8 機(jī)罩整體頭部傷害指數(shù)對比Fig.8 Head injury criterion comparison of entire head of the hood

圖9 機(jī)罩整體頭部Z向侵入量對比Fig.9 Z direction intrusion comparison of entire head of the hood

圖10 剛度分析結(jié)果對比Fig.10 Comparison of stiffness analysis results

圖11 模態(tài)分析結(jié)果對比Fig.11 Comparison of mode analysis results

3.2.2 穩(wěn)健性與輕量化

由于制造工藝和碰撞工況等存在不確定性，可能引起設(shè)計最優(yōu)目標(biāo)超出約束界限或目標(biāo)函數(shù)對設(shè)計變量的波動極為敏感，從而導(dǎo)致設(shè)計失效。

因此，結(jié)合某正向開發(fā)車型的側(cè)面碰撞優(yōu)化設(shè)計，運用響應(yīng)面模型技術(shù)、蒙特卡羅采樣技術(shù)和6σ穩(wěn)健優(yōu)化技術(shù)[6]，實現(xiàn)降低車身結(jié)構(gòu)重量和保證側(cè)面碰撞性能質(zhì)量水平。

3.2.2.1 模型介紹

本優(yōu)化模型為某自主品牌的multi-purpose vehicle（MPV）車型，經(jīng)仿真與試驗相關(guān)性對比，該模型有效性滿足仿真分析要求。依照中國新車評價規(guī)程 China New Car Assessment Programme（C-NCAP）要求，移動壁障以初始速度為50 km/h撞擊車身結(jié)構(gòu)側(cè)面，如圖12所示。側(cè)面碰撞分析工況侵入量和侵入速度的測量點位置，如圖13所示。原方案仿真分析結(jié)果如表2所示，其白車身重量為378.19 kg。

3.2.2.2 優(yōu)化與結(jié)論

1）優(yōu)化流程。根據(jù)側(cè)面碰撞實際情況，通過設(shè)計變量的篩選、響應(yīng)面模型的構(gòu)建以及穩(wěn)健性和可靠性分析，確定優(yōu)化流程，如圖14所示。

圖12 整車側(cè)面碰撞分析模型Fig.12 Side crash model

圖13 測量點位置Fig.13 Position of test point

表2 原方案仿真分析結(jié)果Table 2 Results of base model analysis

圖14 優(yōu)化流程圖Fig.14 Optimization process diagram

2）輕量化優(yōu)化。首先，設(shè)計變量的初選（方案一）。以B柱總成、門檻總成、A柱總成和前后門總成零件的厚度和材料類型（見圖15）為設(shè)計變量，其中厚度變化有20個、材料變量18個，共38個設(shè)計變量，根據(jù)正交試驗安排側(cè)面碰撞仿真分析計算。

通過主效應(yīng)分析獲得各設(shè)計變量對各項性能貢獻(xiàn)量的排序，并以貢獻(xiàn)量大小獲得初步優(yōu)化方案。方差分析表明，B柱內(nèi)板厚度變化對B柱和前車門各碰撞點的侵入量及侵入速度的負(fù)貢獻(xiàn)量較大，而對白車身重量的正貢獻(xiàn)量排序為第7，因此通過增加B柱內(nèi)板的厚度能有效提升側(cè)面碰撞性能。最終，方案一的白車身重量較原方案減少了3.61 kg。

圖15 初選設(shè)計變量示意圖Fig.15 Variables in the first design round

其次，初選變量的優(yōu)化（方案二）。以方案一優(yōu)化結(jié)果作為本輪基礎(chǔ)方案，選取待優(yōu)化的9個零件，如圖16所示。設(shè)計參數(shù)主要為厚度變量，根據(jù)工程經(jīng)驗和工藝要求定義取值范圍；另壁障位置（X軸方向）和壁障高度為噪聲因素，也作為單獨的設(shè)計變量。

圖16 方案二設(shè)計變量示意圖Fig.16 Variables in the second design round

為提高響應(yīng)面模型的精度，試驗設(shè)計采用基于離散設(shè)計變量和噪聲因素的組合試驗設(shè)計方法，構(gòu)建徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)響應(yīng)面模型和采用多島遺傳算法，求解優(yōu)化目標(biāo)質(zhì)量全局最優(yōu)解。方案二結(jié)果：B柱和門檻梁的重量較方案一減少了4.23 kg，較原方案減少了7.84 kg。

3）穩(wěn)健性優(yōu)化。通過采用蒙特卡羅抽樣方法考察方案二得知，該方案不滿足3σ質(zhì)量水平（可靠度大于99.97%），其優(yōu)化結(jié)果穩(wěn)定性較低，需進(jìn)行6σ優(yōu)化設(shè)計。

本輪優(yōu)化（方案三）采用描述抽樣方法采集樣本點和多島遺傳算法實現(xiàn)。結(jié)果表明：經(jīng)過穩(wěn)健性優(yōu)化后，方案三的穩(wěn)健性要好于方案二（見圖17）。方案二的前門盆骨侵入量的σ（D8）質(zhì)量水平為1.086σ，經(jīng)過穩(wěn)健性優(yōu)化后，其質(zhì)量水平提升至3.291σ，如圖18所示。在本輪優(yōu)化中，B柱和門檻梁的重量雖然比方案二增加了3.24 kg，但較方案一下降了0.99 kg，較原方案下降了4.60 kg，達(dá)到減重效果。

圖17 各方案優(yōu)化迭代結(jié)果對比Fig.17 Result comparison of each optimization scheme

圖18 前門盆骨侵入量質(zhì)量水平對比Fig.18 Quality standard comparison of the front door pelvis intrusion

在整車碰撞安全性能開發(fā)過程中，需要兼顧輕量化要求，通過穩(wěn)健性優(yōu)化技術(shù)可以有效提高整車安全性能的開發(fā)水平，降低由于產(chǎn)品制造和用戶使用等不確定因素造成安全性能失效的概率。

3.2.3 機(jī)艙散熱與碰撞安全

某車型由于前橫梁的布置阻擋了機(jī)艙格柵的進(jìn)風(fēng)，使機(jī)艙熱管理存在較大風(fēng)險。確保在前橫梁寬度下降的同時，保持前橫梁原有抗彎特性成為優(yōu)化的關(guān)鍵。

3.2.3.1 分析模型驗證

基于某車型進(jìn)行40%偏置碰撞試驗的前提下，為使后期的優(yōu)化更有效，需進(jìn)行試驗對標(biāo)。通過對比分析碰撞變形差異，不斷調(diào)整模型，在前橫梁彎曲位置和幅度、機(jī)蓋折彎變形模式、左前車輪與門檻間隙、左前縱梁折彎變形、中央通道變形位置及幅度和A、B柱加速度等方面基本實現(xiàn)仿真與試驗一致，其仿真模型可作為后期優(yōu)化的參考（如圖19～圖24所示）。

圖19 試驗整車變形對比圖Fig.19 Comparison of car body deformations

圖20 車輪變形對比圖Fig.20 Comparison of wheel deformation

圖21 左前縱梁變形對比圖Fig.21 Comparison of left front longeron deformation

圖22 中央通道變形對比圖Fig.22 Comparison of central tunnel deformation

圖23 A柱加速度對比圖Fig.23 A pillar acceleration comparison

3.2.3.2 優(yōu)化與結(jié)論

某車型前橫梁寬度為168 mm，板厚為2 mm，材料為B340/590DP。利用參數(shù)化技術(shù)快速修改前橫梁結(jié)構(gòu)和材料，確定5種待優(yōu)化方案（如表3所示），根據(jù)碰撞分析結(jié)果，尋求最優(yōu)方案。

表3 優(yōu)化方案列表Table 3 The list of the optimization cases

綜合前橫梁彎曲變形、前橫梁截面力、加速度曲線等表現(xiàn)（見表4、圖25、圖26），輥壓成形的前橫梁較優(yōu)。

根據(jù)試驗及分析可知，100 mm的輥壓前橫梁在機(jī)艙散熱性能較好，無論是怠速、高速工況，還是一檔、二檔爬坡的水溫和機(jī)油溫度均滿足目標(biāo)，如表5、圖27所示。保持碰撞安全性能不降低和行人保護(hù)達(dá)標(biāo)。

3.3 改進(jìn)優(yōu)化

解決汽車開發(fā)中后期的零部件失效問題，可通過CAE協(xié)同分析尋求原因和改進(jìn)方案，達(dá)到性能開發(fā)符合設(shè)計意圖。以行李箱沖擊試驗為例介紹。

表4 前橫梁彎曲變形對比Table 4 Front beam bend deformation comparison

圖25 前橫梁左側(cè)中部處截面力對比圖Fig.25 Centre section force comparison of the frontbeam’s left side

圖26 整車加速度曲線圖Fig.26 Vehicle acceleration curve

表5 機(jī)艙散熱優(yōu)化前后試驗對比Table 5 Heat transfer contrast between before and after test

圖27 機(jī)艙散熱優(yōu)化前后對比圖Fig.27 Heat transfer contrast between before and after optimization

某車型在進(jìn)行后排座椅行李箱沖擊試驗時，座椅結(jié)構(gòu)存在問題，需對其加以優(yōu)化改進(jìn)。

3.3.1 模型驗證

按照法規(guī)試驗邊界條件，建立行李箱沖擊模型，如圖28所示。通過對座椅強(qiáng)度試驗和仿真結(jié)果進(jìn)行對比，試驗臺車加速度和仿真都在法規(guī)規(guī)定范圍內(nèi)，如圖29所示。碰撞過程中能量變化曲線走勢合理，沙漏能與內(nèi)能比重不超過5%，如圖30所示。因此，模型的精度可用于座椅強(qiáng)度仿真分析。

圖28 座椅行李箱沖擊試驗有限元模型Fig.28 Finite element model of the seat and trunk impact test

圖29 試驗和仿真臺車加速度曲線對比Fig.29 Vehicle acceleration vurve vomparison between test and simulation

圖30 模型穩(wěn)定性曲線Fig.30 Model stability curve

3.3.2 原因分析

由試驗碰撞結(jié)果圖片（見圖31、圖32）可知，變形主要發(fā)生在座椅中間支架和鉚釘處，鉚釘發(fā)生剪斷，最終導(dǎo)致試驗的失敗。

圖31 改進(jìn)前鉚釘破壞Fig.31 Rivet failure before optimization

圖32 改進(jìn)前中央支架變形Fig.32 Central bracket deformation before optimization

根據(jù)CAE分析結(jié)果，鉚釘材料應(yīng)力已超過材料的抗拉強(qiáng)度，較為嚴(yán)重變形，并在中央鉸鏈鉚釘、主結(jié)構(gòu)鋼管及中央支架存在較大的風(fēng)險，與試驗結(jié)果相吻合，見圖33、圖34。

圖33 試驗和仿真鉚釘破壞形式Fig.33 Rivet failure forms in the test and simulation

圖34 改進(jìn)前的后座椅沖擊分析結(jié)果Fig.34 Rear seat impact analysis result before optimization

3.3.3 改進(jìn)措施

1）由于座椅中央支架變形過大造成鉚釘破壞，且鉚釘為車削件，刀痕易產(chǎn)生破壞。因此，更換鉚釘材質(zhì)、加工方式和增大法蘭邊直徑，如圖35所示。

圖35 鉚釘改進(jìn)Fig.35 Rivet optimization

2）由于中央支架在受到?jīng)_擊時，抵抗側(cè)向扭轉(zhuǎn)能力不足，因此，在左、右中央支架各增加一個螺栓孔以提高側(cè)向扭轉(zhuǎn)力，如圖36所示。

圖36 左、右中央支架改進(jìn)Fig.36 Left and right central bracket optimization

3）由于靠背主結(jié)構(gòu)鋼管采用端部壓扁及單邊焊接模式結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足，造成沖擊后局部產(chǎn)生應(yīng)力集中，導(dǎo)致焊道開裂，因此，焊接方式改為全縫焊，增加其強(qiáng)度，如圖37所示。

3.3.4 結(jié)果驗證

經(jīng)上述改進(jìn)后，進(jìn)行《汽車座椅、座椅固定裝置及頭枕強(qiáng)度要求和試驗方法》（GB 15083—2006）座椅強(qiáng)度試驗校核。經(jīng)試驗驗證，改進(jìn)效果有了明顯的改善，全面提高了座椅骨架的抗沖擊性能，與CAE分析結(jié)果基本一致，圖38～圖40為座椅強(qiáng)度順利通過法規(guī)認(rèn)證。

圖38 改進(jìn)后試驗與仿真座椅靠背變形Fig.38 Optimized seat back deformation in the test and simulation

圖39 試驗與仿真中央支架變形對比Fig.39 Central bracket deformation comparison between the test and simulation

圖40 試驗與仿真鉚釘變形對比Fig.40 Rivet deformation comparison between the test and simulation

4 結(jié)語

在整車設(shè)計開發(fā)過程中，需要兼顧碰撞安全性、乘坐舒適性、結(jié)構(gòu)可靠性和輕量化等綜合要求，應(yīng)用參數(shù)化柔性技術(shù)和多系統(tǒng)優(yōu)化方法，可提升設(shè)計產(chǎn)品質(zhì)量和開發(fā)效率。在多學(xué)科CAE分析平臺上，實現(xiàn)車型綜合性能的協(xié)同化開發(fā)。

本文的綜合性能多途徑仿真協(xié)同優(yōu)化方法，已成功應(yīng)用于多款吉利車型的開發(fā)中，有效保證了整車綜合性能和設(shè)計效能，對于創(chuàng)建具有吉利特色的自主車型研發(fā)體系、提升品牌形象具有重要價值。

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Comprehensive performance development of Geely self-owned models and CAE synergy optimization technologies

Men Yongxin1，2，Tang Hui1，2，Peng Hong1，2，Zhu Zhenying1，2，Yan Yonggui1，2

（1.Zhejiang Geely Automobile Research Institute Co.Ltd.，Hangzhou 311228，China；2.Zhejiang Key Laboratory of Automotive Safety Technology，Hangzhou 311228，China）

To achieve satisfied automobile development that integrates various functionalities such as crashworthiness，passengers’comfort，structure reliability and cost control etc.，it is necessary to fully utilize computer aided engineering（CAE）analytical technologies with crossdisciplinary and multi-purpose approach，while taking account of comprehensive performance objectives and automobile development efficiency during the entire process of automobile new product development.Based on research and development process of Geely automobile，the parametric flex technology and multisystem optimization method are introduced to perform prediction and optimization in automobile crash，noise vibration harshness（NVH）and structure strength etc.so as to ensure automobile overall performance and design efficiency，and realize high-efficient development of Geely self-owned brand models eventually.

self-owned brand；comprehensive performance；CAE；simulation optimization；high-efficient development

U462

A

1009-1742（2014）01-0023-13

2013-10-08

門永新（1961—），女，華裔加拿大人，總工程師，研究方向為整車及子系統(tǒng)的耐久性試驗與CAE仿真等；E-mail：menyongxin@rd.geely.com