顾纪超　许东阳　李光耀　干年妃　樊涛

湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室，长沙，410082



基于多组混合元模型方法的汽车轻量化设计

顾纪超许东阳李光耀干年妃樊涛

湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室，长沙，410082

摘要：针对工程中复杂耗时的黑匣子问题，提出一种基于多组混合元模型的全局最优化方法。该方法同时应用三组元模型进行搜索，每组都包含克里金、二阶多项式及径向基函数的元模型。应用该优化方法对某车型的后车架进行轻量化设计后，后车架子系统的质量减少7.2 kg，并提高了该子系统的刚度。研究结果表明，与HAM法相比，新方法在搜索效率和精度上都有显著提高。

关键词：多重混合元模型；全局最优化；汽车轻量化；黑匣子问题

0引言

近些年来，汽车轻量化被认为是解决大气污染、缓解能源危机、降低汽车企业成本的重要手段。已有研究表明，汽车每减轻10%，可节省燃油6%～8%[1-2]，提高燃油效率5.5%[3]，降低排放4%[4]。而且，根据经验，如果材料不变，汽车车身每减重1 kg，每辆车大约可节省10元的成本。目前，汽车轻量化主要是通过使用新材料或对车身结构进行更改，或同时采用这两种方法来达到目的的。但是新材料的应用、车身结构的更改必然会带来额外的费用，反而可能增加汽车的生产成本。本文采用的优化方法在不更改结构和材料的条件下，对车身结构部件进行优化设计，使零件的厚度分布得更加合理，在不降低车身性能的前提下达到减重的目的，既减轻了车身质量，同时避免了成本的增加。……