周定智，王 霄，刘会霞，苏占龙，高传玉

(江苏大学机械工程学院，江苏镇江212013)

0 引言

面对日益恶化的环境状况和日益枯竭的能源状况，轻量化设计已经成为汽车行业关注的焦点，是汽车公司的核心竞争力之一。车顶结构是汽车的大型覆盖件之一，在车身质量中占有较大比重，对车顶结构进行轻量化研究，不仅能减少车身质量，而且可为整车轻量化研究提供支撑。轻量化优化设计过程中需要考虑产品的各项性能，找到系统整体的最优解，是一个多学科集成的优化设计过程。目前国内的轻量化优化设计主要是单目标［1-4］，把质量最小作为唯一优化目标，系统其他性能作为约束，这样并不能使系统其他性能尽可能达到最优。

现阶段绝大多数的车顶结构轻量化优化设计是在约束条件下寻找最优解，属于确定性优化，而并没有考虑不确定性因素。实际生产中存在许多不确定性因素，例如制造精度、材料特性和载荷状况等，引起性能指标的波动，可能使设计超出约束条件而致使设计失效。与确定性优化设计相比，6σ 稳健性优化设计考虑不确定性因素对产品性能指标和质量水平的影响。通过将可靠性设计和基于容差模型的稳健性设计相结合，使响应均值远离约束，并减小响应偏差，可同时满足优化的可靠性和稳健性［5-7］。当前，关于多学科集成优化与6σ 稳健性设计已逐步在汽车开发中得以应用。周会锋等［8］考虑了白车身的刚度、模态等对某车型的白车身进行多学科集成的轻量化设计，在保证性能要求的基础上实现白车身质量减小1.5%。……