基于多目标优化方法的车身正面碰撞性能研究

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1、基于多目标优化方法的车身正面碰撞性能研究ResearchonFrontalImpactofVehicleBodyBasedonMulti-objectiveOptimization刘绍波1杨易2(1.重庆工商职业学院汽智能制造与汽车学院，重庆，401520；2.湖南大学，湖南长沙，410082)LIUShaobo1YANGYi2（1.ChongqingInstituteofsteamintelligentmanufacturingandautomobile,CareerAcademy,Chongqing,401520,China;2.Hunan

2、University,HunanChangsha,410082,China）摘要：在由某燃油车车身结构开发成的电动车基础上，对其进行正面碰撞性能优化。首先选出10个部件，利用均匀拉丁方试验设计选取样本点，建立质量的一阶响应面模型，B柱最大加速度、吸能量的克里金模型，利用显著性分析筛选出4个关键部件。然后建立4个关键部件的精确代理模型。以厚度为变量，质量为约束，B柱最大加速度、吸能量为目标，采用NSGA-II遗传优化算法得出最终优化结果。结果表明汽车前部关键部件质量减少19.7%，B柱最高加速度降低1.8%，吸能量减少4.3%。此方法降低了利用较

3、少的计算次数，提高了代理模型的精度，在碰撞性能基本不变的情况下，为燃油车改型成为电动车后质量增加的问题提供了一种解决思路。关键词：电动车克里金方法响应面方法碰撞结构优化中图分类号：TB114.1U463.82U461.91Abstract:Carriedoutafrontcrashworthinessoptimizationonaelectricvehiclewhichwasdevelopedfromafuelvehicle.Primarilychose10componentsaspreliminarycomponents,thenbuiltt

4、hefirstorderresponsesurfacemodelfortheweightandKrigingmodelforthemaxaccelerationofB-pillarandtheinternalenergy.Filtrated4importantcomponentsusingsignificanceanalysiswithmuchlesscomputationcost.Thenbuiltmoreaccuratemodelforthefiltratedcomponents.Withthicknessasvariable,weight

5、asrestrain,B-pillarmaxacceleration,internalenergyasobjectacquiredtheoptimalresultusinggenetic algorithm.Theresultshowedthattheweightofthefrontstructurewasreducedby%,B-pillarmaxaccelerationwasreduced%,internalenergywas%.Theprocessinthisarticlereducedthecomputationcost,increas

6、edtheaccuracyofthemodelwiththecrashworthinessstabled,offeredasolutiontoreducetheweightduringthedevelopmentoftheelectricvehicle.Keywords:Electricvehicle;Krigingmethod;Responsesurfacemethod;Crash;Structureoptimization引言随着新能源汽车的推广，电动汽车越来越多的进入到人们的生产生活中。在设计车型时，很多电动汽车都由成熟的燃油车基础上改进

7、而来。由于电机及电池的质量较重，电池一般布置在地板底部，使得原车型的车身结构发生了变化，对于安全性能有一定的影响[1]。对于本文的具体车型，原燃油版车型整备质量898kg，优化前的电动版车型1124kg，质量上升25%。质量的增加势必带来安全、排放及环保性能的变化。降低电动车的重量成为亟待解决的问题。在传统的近似模型优化方法中，近似模型精度与样本点计算次数成了一种矛盾[2-4]，较高的代理模型精度必然耗费大量的样本点计算时间。本文采用分两步建立代理模型的方法，并且利用不同代理模型的优势，用较少的计算成本建立了较为精确的代理模型。1试验设计与近似

8、建模方法1.1均匀拉丁方设计均匀拉丁方设计又称最优拉丁超立方设计（OptimalLatinhypercubedesign，OptLHD）。它改进自拉丁