吴洪亮 陈文琳

（合肥工业大学）

汽车轻量化可以减少油耗，提高燃油经济性，降低尾气排放，轻量化是目前全球范围内重点研究的工作之一。目前，车门轻量化主要有3 个方法：结构优化、轻质材料替换及采用先进工艺。车门是车身设计中较特殊的部件，俗称“开闭件”，也是车身设计中较为复杂的零部件之一[1]。文献[2-4]针对车门轻量化进行了较深入的研究。文章针对某车型的铝合金车门进行尺寸轻量化设计，运用HyperStudy Editor 分别建立扭转及模态工况的参数化模型，确定所选零件厚度的变化范围，扭转工况的约束。模态约束后，运用HyperStudy 中ARSM方法调用Radioss 求解器对车门零件的厚度进行了优化设计。

1 适应响应面法

适应响应面法[5]（ARSM）是将目标、约束条件用最小二乘法近似为设计变量V 的二次多项式。二次多项式的形式为：

式中：aj0，aji，ajik——二次多项式系数。

将试验设计中样本点的数值代入上式，来确定系数a 的值。根据拟合的目标函数方程及约束函数方程求解设计变量的最优值，并分析求解的正确性。

2 参数化建模

文章首先对铝合金车门的扭转刚度和模态进行仿真分析。图1 示出车门扭转的仿真分析结果云纹图。参考相关标准，扭转分析结果中参考点1 的位移为-1.004 mm，参考点2 的位移为0.935 mm。模态分析结果为一阶频率为44.1 Hz。通过分析结果和相关标准，为优化设计中各工况下的位移约束及模态约束做准备。

由于各工况的有限元模型具有一定的差异，因此不直接运用Optistruct 进行尺寸优化，而是运用Hyper-Study 首先建立各工况的参数化模型。……