Разработка несущей системы автомобиля класса родстер с использованием топологической оптимизации

В настоящее время актуальной задачей является снижение массы автомобиля. Это продиктовано повышающимися требованиями к экономичности и динамике автомобиля. С другой стороны, постоянно растущие требования к комфорту и безопасности автомобиля, а также степени автоматизации труда водителя приводят к применению большого количества дополнительных систем, что увеличивает массу автомобиля в целом. Кроме того, применение альтернативных силовых установок приводит к появлению нестандартных компоновочных схем. Также увеличивается количество выпускаемых моделей для удовлетворения всех групп потребителей. Одновременно с этим сокращаются сроки, отводимые на разработку. В данных условиях эффективны методы топологической оптимизации несущей системы на этапе выбора силовой схемы и концепции несущей системы. В статье рассматривается процесс топологической оптимизации несущей системы автомобиля класса родстер. Автомобиль разработан в МГТУ им. Н.Э. Баумана. Описан процесс разработки компоновки автомобиля, а также проработки посадки при помощи виртуального манекена и посадочного макета. Рассмотрен процесс подготовки пространства проектирования расчетной модели для проведения оптимизации. Приведено описание конечно-элементной модели для проведения оптимизации несущей системы. Рассматриваются две группы расчетных случаев: эксплуатационные и аварийные. Сформулирована оптимизационная задача, задана целевая функция и ограничения. При проведении расчетов используется решатель OptiStruct. Представлены результаты оптимизации несущей системы отдельно для нескольких нагрузочных режимов. Проведен анализ полученной топологии.

пассивная безопасность, топологическая оптимизация, несущие системы, родстер, кабриолет