附件C：譯文

基于側(cè)碰的車身部件優(yōu)化設(shè)計(jì)
P.O. Marklund L. Nilsson
原稿接收于2000年2月4日，校訂稿接收于2000年3月3日
瑞典林雪平市東南-58183，林雪平大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院固體力學(xué)系
e-mail:perma@ikp.liu.se,larni@ikp.liu.se

摘要：本文研究了結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法運(yùn)用于汽車側(cè)碰領(lǐng)域這一技術(shù)。通過對局部近似和整體近似兩種研究方法的比較，最終建議采用整體近似方法作為研究這種瞬載問題的主要手段。并通過顯式有限元程序LS-DYNA實(shí)現(xiàn)該問題的數(shù)值模擬。研究的難點(diǎn)是在不對汽車乘員的安全性造成損害的前提下，如何使位于前后門之間的中立柱的質(zhì)量最小化。本文所有結(jié)果都以薩博95汽車的原裝中立柱作為依據(jù)。當(dāng)以線性及二次響應(yīng)面形式運(yùn)用整體近似法對上述問題進(jìn)行研究時(shí)，結(jié)果顯示在不降低安全性能的前提下，中立柱的質(zhì)量可減小25%。
關(guān)鍵詞：優(yōu)化，響應(yīng)面，有限元仿真，防撞性能，中立柱

1. 引言
由于相關(guān)法規(guī)和市場對汽車安全性能要求的不斷提高，傳統(tǒng)汽車車身的質(zhì)量可能也會(huì)隨之增加。與此同時(shí)環(huán)保要求也會(huì)變得越來越嚴(yán)格，因而汽車輕量化在使汽車安全性能和環(huán)保性能的相互結(jié)合中起到了重要作用。歐盟的汽車生產(chǎn)廠商已經(jīng)達(dá)成一致，計(jì)劃到2005年使汽車燃料消耗率在1990年的水平上全面提升25%。
汽車安全性能和環(huán)保性能兩者看似相互矛盾，但事實(shí)上有兩種方式可以使它們同時(shí)得到滿足：①通過使用高強(qiáng)度和剛度的新型輕質(zhì)材料，②進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)，即盡可能地提高結(jié)構(gòu)的使用效率。本文將論述第二種方法。
結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法很早就應(yīng)用于線性分析領(lǐng)域，但對于沖擊載荷問題的仿真模擬，反復(fù)試驗(yàn)是唯一可選的實(shí)現(xiàn)途徑。因此本課題的目的在于尋找一種在碰撞條件下對結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析，實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)的方法。該方法可以在不損害乘員安全保障的前提下，使汽車前后門之間的部件（中立柱）質(zhì)量減小，同時(shí)又能滿足前面提出的安全性能和環(huán)保性能要求。
由于汽車碰撞仿真是非常耗時(shí)的，此外若一系列的仿真實(shí)驗(yàn)得不到滿意的結(jié)果其代價(jià)也很昂貴，因此我們找到的方法必須在保證高效的同時(shí)兼顧分析結(jié)果的可靠性。為了使本課題具有一組確定的尺寸參數(shù)，我們選取薩博95汽車的中立柱作為結(jié)構(gòu)實(shí)例。