结合应力全局化与层次分析的拓扑优化设计

客车骨架作为主要承载件,其强度是否可靠直接决定整车的安全性。应用CAE分析方法对公交客车车身骨架进行拓扑优化设计,将材料许用应力惩罚函数引入到实体各向同性材料惩罚方法中,构造出基于应力全局约束的拓扑优化模型。采用层次分析法确定各工况最优权重系数,以综合工况下柔度最小为目标函数,将多工况下多目标优化问题转化为单目标问题求解。结果表明,优化设计后的车身结构应力布局均优于现有结构,车身弯曲刚度和扭转刚度分别增加了6.15%和7.14%,整车结构性能明显提升。