基于轻量化与多目标稳健性的可导向防撞垫设计

为降低防撞垫的成本并提高系统的稳健性,使用拓扑优化得到防撞垫吸能单元在多工况耦合的最优传力路径,通过单因素分析得到对防撞垫性能影响最大的因素。随后,进行基于田口方法的稳健性设计,将多工况问题视为多目标优化问题,获得最优参数尺寸。最后,进行仿真验证并与优化前作比较:优化后满意度提升21%,长度比同类型TS级防撞垫减少1/5。研究为基于混合元胞自动机法的拓扑优化在防撞垫初始形状设计中提供严谨的理论依据,设计方法为处理防撞垫的多工况复杂问题折中简化起到指导作用。

基于拓扑优化超高性能混凝土护栏多目标稳健性设计

以标准护栏纵向为拉伸方向对标准护栏进行拓扑优化,得到最优传力路径,提取新型护栏的初始截面。再应用超高性能混凝土材料,使用通过实车实验验证的护栏-车耦合有限元模型进行碰撞分析。为了得到同时使车辆质心加速度与护栏最大动态位移尽可能小的最佳截面参数,考虑到不确定因素的影响,使用田口方法结合物理规划法进行多目标稳健性设计。最后将优化后的护栏与标准护栏的仿真分析结果对比,结果表明优化后的新型护栏防撞性能全面提升,工作具有工程实际意义。

基于Taguchi与TOPSIS-熵的车门多目标离散稳健优化研究

车身轻量化已经成为当前研究的重要方向,而车门作为汽车车身的一个相对独立的部件,如何在保证性能要求的基础上实现其轻量化是当前研究的热点。为实现车门轻量化,并保证其刚度、模态及耐撞性等性能,同时提高设计的稳健性,提出了一种基于连续Taguchi方法和TOPSIS-熵的多目标离散稳健优化算法;该方法充分利用了试验数据的决策信息,使优化效率大大提高。采用提出的算法对国内某款汽车前门结构进行优化的结果表明,不仅能满足刚度和模态要求,车门质量下降了28.44%,柱碰工况所吸收的能量增加了3.07%,同时提高了车门系统的稳健性,在工程实际中,具有非常强的实用性。

基于耐撞性拓扑优化的防撞垫吸能盒稳健性设计

为了提高防撞垫吸能盒的耐撞性,首先,依法规建立正碰,斜碰,偏碰和正侧碰四种工况的车辆-防撞垫有限元模型,运用元胞自动机的耐撞性拓扑优化方法,分别在横向和纵向拉伸约束下对吸能盒进行拓扑优化,优化结果表明:纵向拉伸约束下得到的梁式拓扑构型不同于横向拉伸约束得到的桶式拓扑构型,其中纵向拉伸约束下的梁式拓扑构型耐撞性更优;其次,考虑设计变量不确定因素对耐撞性目标响应的影响,结合田口方法和满意度函数对新型梁式吸能盒进行多目标稳健性优化设计。结果表明,优化后的吸能盒的加速度为106.6 m/s^2,小于200 m/s^2,安全性能良好;比吸能为2.54 kJ/kg,较优化前提高32.8%;总满意度提高30.4%,稳健性显著增强。