Isight在车体结构优化分析中的应用

基于ISIGHT的车体结构优化分析

Body Structures Optimization Analysis By Isight

高岩蔡华国周定陆

长安汽车股份有限公司汽车工程研究总院CAE所

摘要：基于参数化建模工具、网格变形技术，应用Isight平台进行优化分析，对车体结构的性能进行优化。

关键词：参数化；网格变形；优化

Abstract: Body structures optimization analysis, Which based on the tool of build parameter model or technology of morph, Optimize analysis control by isight.

Key words: parameter; morph; optimize

1引言

设计变量、目标和约束条件是优化设计的三要素。Isight作为一款循环控制的优化平台，自动化驱动工作流程，不断迭代，让工程师更专注与专业技术，自动化流程大大缩短设计周期。

Isight优化平台已经广泛的应用于汽车设计的CAE分析优化，如CFD优化分析、油耗优化分析等。但是由于Isight是以改变设计参数作为变量的优化控制平台，而汽车结构有限元计算的参数数量巨大，不易直接改变，可明显改变的只有料厚、材料等信息，对于节点的位置优化由于数量巨大且难以控制，一直是从事车体结构分析人员想解决的一个难题。

随着CAE技术的发展，越来越多的软件公司已经注意到车体结构方面拓扑优化的这个瓶颈问题，所以对越来越多的参数化建模工具，网格变形技术软件进行了研发。基于这些软件，使利用这些软件进行参数设置从而控制车体结构的拓扑结构，利用Isight优化平台调用有限元分析软件进行车体结构优化的过程成为可能。进一步推动CAE驱动设计，使CAE在概念设计阶段发挥更大的作用。

2建立参数（设计变量）

2.1拓扑结构变化参数

2.1.1参数化建模工具

利用参数化建模软件，对下车体进行参

数化建模，用参数化的下车体模型与非参数

化的上车体模型耦合，形成分析用的模型，

参数化模型的各个参数可以作为设计变量，

进行优化分析

图1 某车型下车体参数化模型

2.1.2网格变形技术

利用网格变形软件，录制网格变形路

径为参数，此参数作为设计变量，进行优

化分析

图2 某车型网格变形参数设置模型

2.2 料厚优化参数

以可变零件的料厚为设计变量，进行参数化设置

3分析流程

对参考车进行基础分析，根据分析结果设定目标值；对参考车进行参数化建模，进行结构拓扑优化灵敏度分析，选择合适的参数进行优化分析；同时对参考车进行料厚优化的灵敏度分析，选择合适的参数参与料厚优化分析。通过ISIGHT平台控制，进行优化分析。

4优化方法

目前，一般采用Isight提供的DOE优化方法，在DOE分析中，几何参数和材料厚度参数在DOE分析中将同时应用。

因为优化参数的选择对计算量影响很大，一般采用优化拉丁方法，由于优化拉丁方法每次生成的矩阵不同，所以可以采用多台计算机同时优化计算来加快优化速度。

5结论

基于ISIGHT优化方法，利用参数化建模工具或者网格变形技术进行参数化设置、同时考虑料厚变化的车体结构多目标优化可以节约大量优化方案人工校核计算的时间，使工程师更专注于解决更专业的技术问题。

此方法大量广泛应用于设计初期，使CAE人员在设计前期介入成为可能，改变以往依靠工程师经验进行前期设计的弊端，在设计前期，进过CAE的分析，向设计人员建议较好的断面结构，以及关键梁的布置等工作，减少后期的反复计算更改。由于这个阶段，设计自由度相对较多，可以优化的空间更大，以便节约时间，降低成本。

参考文献

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