断面动态特性优化设计
碰撞特性优化模型目标为：薄壁梁的断面面积尽量小，平均碰撞力、最大弯矩以及最大扭转大于指定值，同时冲压约束满足要求。
以Yaris车型前纵梁单室断面形状为例对复杂断面碰撞特性优化模型的有效性进行验证。
（1）打开Super Section 软件，通过菜单栏→ File→ Import → Super Section File 或在工具栏中点击
→ Super Section File 导入文件，如图1 所示；
图1 初始断面形状
（2）设置工况，菜单栏→ Model → Dynamic Condition ，弹出DynamicCondition 窗体，动态工况设置，如图2 所示，点击OK 完成设置。
图2 Dynamic Condition窗体
（3）通过菜单栏→Analysis → Sectional Optimization 或在工具栏中点击
→Sectional Optimization 打开断面优化窗体，选择PerformanceObjectives → Parameter 界面，在Type下拉菜单选择Dynamic，遗传算法参数列于表1 中，设置节点坐标和板厚设计变量上下限列于表2 中，动态特性约束和冲压约束列于表5 中，此算例利用处理器为英特尔酷睿i5 ，内存为8G 计算机求解的。
表1 遗传算法参数
表2 设计变量变化区间
表3 设计变量初始值和最优解(mm)
图3 塑性铰特性改进模型最大适应度曲线
图4 关键代的断面形状
表4 关键代的断面形状性能
表5 初始和最优断面的性能结果
随着优化的进行，断面形状的性能逐渐被改进，最后得到最优的断面形状，如图3 所示，在第14 代适应度超过了1.0 ，从这代以后所有的约束满足条件并且断面面积逐渐减少。关键代的断面形状，如图4 所示、目标以及约束值列于表4 中，从表4 可以得到以下结论：首先冲压约束完全被满足要求，动态约束逐渐满足要求，最优断面断面面积有所减少。
设计点变量以及板厚变量的最优解列于表3 中，最优断面形状薄壁梁的目标函数与约束条件参数值列于表5 中，优化模型求解时间为14.25h。因此，设计者用这种方法可以方便的得到高动态性能和轻质量的薄壁梁结构。
汽车正向设计与轻量化团队
左文杰
zuowenjie@jlu.edu.cn
吉林省长春市人民大街5988号
吉林大学机械学院力学系
