王磊　刘莹　乔鑫

摘 要：从概念设计阶段开始，通过隐式参数化建模的方法建立一个全参数化白车身模型，采用分步优化设计的方法，在保持对整车性能控制的同时，使轻量化设计贯穿整个过程。在不同阶段分别针对整车模态、弯扭刚度、碰撞性能和质量等指标进行优化。先后经过结构拓扑优化、车身尺寸优化、局部形状优化、零件厚度优化、碰撞性能优化，最终得到车身多个性能均满足要求时的最佳车身尺寸和轻量化方案。

关键词：正向开发；隐式参数化；轻量化；白车身；SFE Concept

中图分类号：U463.82文献标文献标识码：A文献标DOI：10.3969/j.issn.2095-1469.2015.06.12

Abstract：Based on the implicit parametric modeling techniques， a parametric body in white （BIW） model was built. While maintaining the vehicle performance， the paper involves lightweight design throughout the entire development process beginning from the conceptual phase. The mode， bending and torsion stiffness， crash performance and mass were optimized respectively at different stages of design. After structural topology optimization， vehicle size optimization， local shape optimization， thickness optimization and crash performance optimization， the optimal vehicle size and the lightweight solution of BIW were obtained while the design meets all the performance requirements.

Key words：positive development； implicit parameter； lightweight； body in white； SFE Concept

轻量化目前越来越受到人们的重视，汽车的轻量化就是在保证汽车的强度和安全性的前提下，尽可能地降低汽车的整备质量，从而提高汽车的动力性，减少燃料消耗，降低排气污染。

随着中国汽车研发水平的提升，优化设计已经逐步应用到整车开发过程中。隐式参数化建模和优化方法在概念设计阶段便可介入，建立全参数化的白车身模型之后，采用参数驱动结构形状和拓扑的改变，可以同时对多种组合方案进行快速的改变，还可通过较少的变量控制大量的参数变化，借助优化平台和优化算法来实现整车性能的自动优化[1-6]。

提出了分步优化法，可以有效避免各种类型的优化变量如形状、尺寸、厚度等组合优化时，所需计算时间过长，且优化效果不理想的问题。此外，在实际工作中，分步优化法可以更高效地利用机器资源和多部门的协同工作。……