大客车车身骨架多学科协同优化设计

对某全承载大客车车身骨架结构进行包括轻量化、刚度、强度、振动模态和翻滚的多学科设计优化,以提高客车的综合性能。为克服客车翻滚分析的高度非线性带来的寻优困难,并解决结构有限元分析的低效问题,建立各学科的近似模型。首先建立大客车车身结构有限元模型,其中刚度、强度以及振动模态分析由Msc.Nastran完成,翻滚分析由显式动力学软件Ls-dyna完成。其次结合工艺要求和灵敏度分析结果,选择出各学科的设计变量,用优化的拉丁方方法完成试验设计。在此基础上,采用响应面方法建立各学科结构响应的近似模型。建立客车车身骨架结构的多学科优化模型,并用协同优化方法求解。结果显示,优化后的设计方案在轻量化、刚度、强度、模态振动和翻滚安全性方面均优于原设计方案。