白車身零件較多，不同零件對車身的剛度模態(tài)、NVH、結(jié)構(gòu)碰撞都存在一定影響，如何能找到滿足各方性能，且能實現(xiàn)減重降本的方案，存在一定難度。

 

在以架構(gòu)平臺為基礎(chǔ)的車身開發(fā)過程中，往往下車體結(jié)構(gòu)做平臺化部件，而非單一車型使用，所以該平臺化部件在白車身開發(fā)過程中往往作為非設(shè)計變量而不做更改，所以在架構(gòu)平臺下的白車身開發(fā)較傳統(tǒng)白車身車型開發(fā)有很大的區(qū)別，即要遵守部分平臺架構(gòu)件的邊界不變，只針對與單一車型造型相關(guān)的上車身部件進行詳細的工程零部件設(shè)計。

 

白車身的結(jié)構(gòu)開發(fā)在項目后期 V2 逐漸鎖定并開模具，往往在 V1 之前受限于方案的變動，結(jié)構(gòu)特征的不詳細具體，較多性能開發(fā)未達標(biāo)，不利于開展輕量化降本分析，而 V2階段數(shù)據(jù)鎖定周期較短，分析時間緊張，不利于方案的挖掘落地，所以在 V1 階段開展白車身的輕量化分析最適合，能夠提早發(fā)掘有效方案，真正實現(xiàn)白車身的減重降本。在項目V1 階段針對車身進行輕量化分析十分必要，基于 ISIGHT 軟件去尋找減重方案更加高效快捷。

 

ISIGHT 軟件作為一款專業(yè)的優(yōu)化軟件，是一套可整合設(shè)計流程中所使用的各項軟件的工具，并且能自動進行最優(yōu)化設(shè)計的軟件系統(tǒng)平臺，ISIGHT 是由美國 Engineous Software 公司所開發(fā)的，目前 ISIGHT 軟件已經(jīng)在航空、汽車、電子、機械、化工等產(chǎn)業(yè)得到廣泛的應(yīng)用，每天都有很多用戶正使用 ISIGHT 以獲得設(shè)計周期縮短、產(chǎn)品成本降低和品質(zhì)提升等各方面的突破。在國內(nèi)，自 2002 年以來，ISIGHT 已經(jīng)在清華大學(xué)、上海交通大學(xué)、北京航空航天大學(xué)等學(xué)校，以及航空航天、機械、動力等相關(guān)行業(yè)得到應(yīng)用，由于 ISIGHT所倡導(dǎo)的多學(xué)科優(yōu)化設(shè)計（MDO）和基于質(zhì)量工程設(shè)計方法在國內(nèi)的應(yīng)用還剛剛起步，所以 ISIGHT 的應(yīng)用無疑會大大提升國內(nèi)制造業(yè)數(shù)字化、信息化和現(xiàn)代化的水平。

 

車身減重空間挖掘

基于架構(gòu)下的車身結(jié)構(gòu)特性，挖掘具有減重潛力空間的零件區(qū)域。

 

 

 

經(jīng)過減重空間的挖掘篩選出如下圖示的區(qū)域，可進一步基于 ISIGHT 軟件進行尋優(yōu)，變量數(shù)的縮小，可極大的提升 ISIGHT 軟件的計算效率，減少輕量化分析的時間周期，對找到有效減重方案非常必要。

 

 

 

 

 

ISIGHT 性能優(yōu)化

基于篩選出來的車身零件，主要集中在車身后端，該區(qū)域?qū)嚿淼呐まD(zhuǎn)性能影響較大，對彎曲性能影響不明顯，為了快速的挖掘減重方案，減少 DOE 樣本迭代計算的周期，主要以扭轉(zhuǎn)剛度性能作為考察，20 組對稱零件，基于零件厚度為變量，利用 ISIGHT 軟件進行輕量化分析。

 

優(yōu)化變量：篩選出來的車身零件材料厚度（左右對稱件可作為）

優(yōu)化約束：車身扭轉(zhuǎn)剛度

優(yōu)化目標(biāo)：車身質(zhì)量最小

 

 

搭建 ISIGHT DOE 計算流程，錄入零件厚度變量，計算 DOE 樣本。得到樣本計算結(jié)

果。

 

 

基于 DOE 樣本的計算結(jié)果，搭建近似模型進行數(shù)學(xué)尋優(yōu)。

 

 

通過 ISIGHT 軟件尋優(yōu)后梳理出最優(yōu)減重方案，如下表

 

 

 

 

基于 ISIGHT 優(yōu)化得到的最優(yōu)減重方案共減重 2.924Kg

 

減重優(yōu)化方案驗證

減重方案基于 BIP 的模態(tài)和扭轉(zhuǎn)剛度和彎曲模態(tài)進行驗證，如下

 

 

 

白車身在輕量化減重后剛度模態(tài)性能損失很小，且仍滿足開發(fā)目標(biāo)要求。基于輕量化方案各學(xué)科性能驗證

 

 

 

最終經(jīng)過各學(xué)科驗證的輕量化方案，減重 2.056Kg，成本約下降 35 元，按照單車型

10 萬輛的產(chǎn)品周期，共計降本約 350 萬，輕量化減重帶來 VAVE 收益比較可觀。

 

總結(jié)

基于架構(gòu)平臺下的車身開發(fā)，仍有部分零件存在輕量化設(shè)計的可能，在項目開發(fā)或車型換代改款中可重點關(guān)注?；?/span> ISIGHT 軟件，可以快速識別出對性能影響較小的減重方案，指導(dǎo)項目開發(fā)過程中輕量化方案的挖掘。

 

車身輕量化降本在滿足性能前提下，可明顯降低車身重量，重量降低對車型的動力經(jīng)濟性有一定幫助，同時重量降低可明顯降低零件的材料成本，對車身的成本控制有較大收益。

 

資料來源：達索官方