【摘 要】
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随着“中国制造2025”和“双碳目标”的提出,节能与新能源汽车被列为国家和汽车产业重点发展领域,其中轻量化被列为解决汽车节能、环保问题的核心技术和关键技术。对汽车企业而言,汽车轻量化是一项系统工程,是在成本控制与性能改进条件下,通过设计、材料和工艺来实现产品减重。据德国菲亚特公司权威研究,乘用车减重10%,油耗可降低5%-7%。自2017年开始至今,我国SUV销量达到1000万辆,占乘用车总销量的
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随着“中国制造2025”和“双碳目标”的提出,节能与新能源汽车被列为国家和汽车产业重点发展领域,其中轻量化被列为解决汽车节能、环保问题的核心技术和关键技术。对汽车企业而言,汽车轻量化是一项系统工程,是在成本控制与性能改进条件下,通过设计、材料和工艺来实现产品减重。据德国菲亚特公司权威研究,乘用车减重10%,油耗可降低5%-7%。自2017年开始至今,我国SUV销量达到1000万辆,占乘用车总销量的二分之一。白车身作为乘用车的主要承载体,其质量不仅占整车质量的20%-30%,而且直接关系到乘员安全的伤害等级。因此,开展SUV白车身轻量化及耐撞性研究具有非常重要的意义。本文针对某SUV白车身开展轻量化优化设计和侧面碰撞耐撞性研究。基于白车身静态刚度、动态刚度和侧面碰撞安全性能,综合运用灵敏度和相对灵敏度分析的方法筛选设计变量,采用近似模型优化方法进行轻量化设计。在此基础上,探索在B柱填充泡沫铝替代加强板结构,从而有效提高了B柱及白车身侧围耐撞性。本文主要研究工作如下:（1）建立白车身扭转刚度、弯曲刚度和模态有限元模型,以及整车MDB侧面碰撞有限元模型。分析了白车身扭转刚度、弯曲刚度、一阶扭转模态、一阶弯曲模态的性能以及MDB侧面碰撞的安全性能,并与实车试验结果对比,结果表明白车身和MDB侧面碰撞有限元模型满足精度要求。（2）选择白车身上65个（共47组）非安全件,对这些结构件的厚度进行质量、扭转刚度、弯曲刚度、一阶扭转模态、一阶弯曲模态的灵敏度和相对灵敏度分析,最终筛选出34组非安全件的厚度作为优化设计变量。（3）以白车身质量为优化目标,以静态刚度和动态刚度性能为约束条件,开展DOE试验设计并生成200个样本点,通过构建高精度近似模型进行优化设计。结果表明,白车身减重了12.15kg,减重比达4.01%,同时白车身NVH基本性能在优化设计后变化比例均不超过5%,因此认为车身在保证基本NVH性能变化不大的前提下实现了车身轻量化。（4）分析优化后车身MDB侧面碰撞的耐撞性能,并在B柱填充泡沫铝,替代B柱下方的加强板。泡沫铝填充后,B柱各测量点的侵入量和侵入速度均下降了,B柱和白车身的耐撞性均得到了改善和提高。
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