机械工程学报 ›› 2026, Vol. 62 ›› Issue (5): 306-318.doi: 10.3901/JME.260247
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苏永雷1,2, 尹道志2, 张志飞1, 丁智2
SU Yonglei1,2, YIN Daozhi2, ZHANG Zhifei1, DING Zhi2
摘要: 在汽车轻量化技术领域,大型压铸构件因其一体化特征和涉及多学科交叉问题而备受关注,系统性建立针对这类大型压铸构件的轻量化设计方法,以实现多学科性能约束下的全局轻量化设计。针对不存在自然边界的连续车体结构,提出一种兼顾碰撞非线性特征的子系统划分策略,并通过模型降阶技术在确保分析精度的条件下,显著提高计算效率。采用折衷规划法对静态和动态性能目标进行归一化,并构建综合目标函数;提出一种基于初始设计状态性能信息的客观决策序列计算方法,结合层次分析法确定主客观组合赋权的子目标综合权重系数,通过开展拓扑优化,有效指导加强肋的设计。定义适用于压铸件变厚度结构的参数化方法,基于相对灵敏度、熵权法和优劣解距离法(Technique for order preference by similarity to ideal solution, TOPSIS)筛选出对性能影响较大的关键厚度变量。基于最优代理模型,利用差分进化算法开展优化并完成厚度参数设计,最终的工程化方案满足多学科性能并达成全局轻量化,实现减重5.0 kg。所提出的一体压铸构件轻量化方法可为复杂系统模型降阶、大型压铸构件优化设计提供理论与实践依据。
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