專題

基于輕量化設計的汽車NVH優(yōu)化策略

汽車行業(yè)中，正在尋求實現(xiàn)汽車輕量化的方法。通過減小車身覆蓋件的厚度或采用輕質(zhì)材料、復合材料等方法可有效地實現(xiàn)汽車的輕量化，但這可能會導致汽車NVH特性的下降。因而，在實現(xiàn)汽車輕量化設計的同時，還需要對汽車的NVH特性進行優(yōu)化。

對汽車NVH特性的優(yōu)化需要考慮多種影響因素，防止出現(xiàn)一個目標性能的改善造成其它目標性能的下降。在進行汽車NVH特性優(yōu)化前，首先利用仿真軟件和試驗測量數(shù)據(jù)獲得車身及主要零部件的固有頻率，以及相應的固有振動模態(tài)；之后將計算結果應用在汽車有限元建模中，通過比較確定所建立有限元模型的有效性。對所建立的有限元模型進行模態(tài)分析、模態(tài)靈敏度分析以及聲學貢獻量分析，將車身及零部件模態(tài)分析的第一階非零固有頻率作為目標函數(shù)。同時，為了保證汽車的安全性和實現(xiàn)汽車的輕量化，還將車身的靜態(tài)彎曲剛度、扭轉(zhuǎn)剛度以及車身和零部件的質(zhì)量作為優(yōu)化目標。將對汽車NVH特性的單目標優(yōu)化轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€涉及汽車NVH特性、安全性和輕量化的多目標優(yōu)化。采用多目標遺傳算法對建立的多目標函數(shù)進行優(yōu)化，該算法可在全局范圍內(nèi)對可行解進行搜索，并具有收斂快等優(yōu)點。優(yōu)化時，可行域設定為車身覆蓋件的厚度范圍和材料的物理特性范圍等。通過優(yōu)化算法在可行域內(nèi)的遺傳迭代，最終得到最優(yōu)的可行方案。需要注意，這種優(yōu)化策略沒有考慮最優(yōu)可行方案的魯棒性，這將是下一步研究的重點。

Alexander Rabofsky et al. SAE 2016-01-1776.

編譯：陳丁躍