轻量化是汽车布局打算中长久的话题，不光古板的燃油车要商酌燃油经济型，要商酌碳排放是否超标，新能源汽车出于对续航里程的商酌也必需将轻量化做到极致。正在如此

轻量化是汽车布局打算中长久的话题，不光古板的燃油车要商酌燃油经济型，要商酌碳排放是否超标，新能源汽车出于对续航里程的商酌也必需将轻量化做到极致。正在如此的靠山下，对汽车所用资料的钻研就变得炙手可热，铝合金发盖、碳纤维车身、塑料尾门等一系列的产物便应运而生了。从第一款自决品牌修设塑料尾门的车型–荣威E50电动车2012年末上市，至2018上市的荣威Marvel X和2020年上市的荣威Marvel R等车型，塑料尾门的使用越来越通俗。

应用塑料尾门最初要商酌的便是是否满意汽车安闲性的恳求。消费者正在认知上也许会认为正在追尾变乱中尾门要像侧门那样担负吸能弛缓冲功用，以招架乘员舱的变形，本相上正在尾撞中紧要由后防撞梁和后纵梁摄取碰撞的能量，上车体E柱和尾门对尾撞的安闲性影响甚微。所以，从安闲性的角度开赴，应用塑料尾门是可行的。

其次是塑料尾门的坐褥创制工艺。塑料尾门大凡内板、外板、扰流板采用PP+LGF、SMC、GMT等树脂资料，而搭钮、锁扣及其加紧板等采用钣金资料构成。表里板和扰流板采用注塑工艺，镶嵌搭钮、锁扣等加紧板一体成型。能够将钣金尾门150余个零件节减为70个足下，表里板之间通过聚氨酯胶举行粘接。目前塑料尾门的工艺仍旧对照成熟，坐褥节奏乃至要优于钣金尾门。

奈何打算一款合适工艺和本能等众种目标的塑料尾门呢？拓扑优化不失为一种高效的要领。拓扑优化是正在指定的优化空间内，商酌本能、工艺等众种束缚和本能目标，对资料散布举行的布局优化，希奇实用于铸件类的布局打算。拓扑优化基于SIMP（Solid Isotropic Material with Punishment）表面，即基于带处治的实体各向同性材管理论，引入一种假念密度为０～１的资料，用来体现资料的有无，假定资料的宏观弹性常量和密度成非线性合联，优化历程中以单位密度决意单位的去留，采用处治因子束缚压迫介于０～１之间的单位，通过修设优化对象对构举行拓扑优化。

束缚整体或部分的质地或体积，以柔度最小行为对象（刚度的逆为柔度，大凡将刚度最大题目转化为柔度最小题目）；

个中，质地分数是指优化后的质地与拓扑空间的质地比值，体积分数是指优化后的体积与全部拓扑空间的体积比值。

关于众对象优化题目，能够通过将次要对象转换为束缚，从而将众对象优化题目转化为单对象优化题目举行求解；也能够应用线性加权法依据对象的厉重水平乘以权重系数然后相加，取得一个组合的对象，或者采用折衷优化法把众个子对象合成一个单对象，对子对象举行归一化处置，然后依据打算须要给每个子对象加上权重。关于大凡的题目可直接将对象转换为束缚举行拓扑优化，本文也紧要选取这种办法。

针对塑料尾门的拓扑优化题目，最初要梳理束缚和对象，因为Optistruct对线性优化题目的支柱对照成熟，所以大凡选用线性的工况或将非线性的工况合理简化为线性工况，本文落选用一阶自正在模态、挽回和弯曲三个工况行为优化的对象。打算变量（DesignVariables）：拓扑优化的打算空间依据外制型和内部密封面等的局限来包络一个关闭的空间，并用实体网格填充，将该资料的属性修设为拓扑优化的空间后，会应用SIMP的办法中引入的假念资料密度举行优化。商酌到尾门打算大凡是对称的布局，所以需正在打算变量中参加对称的束缚（PATRN）；另外，能够通过修设最小成员尺寸（MINDIM）束缚优化结果中密度为1的区域所承诺的最小尺寸，从而排挤微细的途径，修设最大成员尺寸（MAXDIM）束缚优化结果中密度为1的区域不行全大于的最大尺寸，从而避免资料的太过聚积；依据须要，能够采用拔模参数（DRAW）修设单个模具或两个模具及其拔模对象和角度，从而取得加倍确凿可行的优化解，塑料尾门是注塑的工艺，依据坐褥的工艺需求修设合理的拔模深度、拔模角度和分型面。

束缚（OptimizationConstraints）：将众对象优化的对象转换为束缚，束缚一阶模态大于本能对象值，挽回工况下的监测点变形量小于对象值，弯曲工况下的监测点变形量小于对象值。

依据拓扑优化的结果，连系以往车型的打算经历，以及打算变量中无法显示的鸿沟束缚如电机和线束的铺排空间等，能够对拓扑的结果举行如下的解读：

对解读出来的拓扑布局举行修模，并归纳商酌质地、模态、挽回刚度、弯曲刚度等，双X型归纳目标最优，连系对标车型如Range Rover Evoque，可睹双X型布局的可行性最高。

05、结语塑料尾门的使用不光能做到轻量化，再有坐褥效果高，制型好看且打算的自正在度上等特征，满意尾门应用历程中经常开启的需求，能做到适用和睦看并重。固然目前塑料尾门的本钱还对照高，但跟着资料和工艺的进一步生长以及越来越通俗的使用，信赖正在加倍成熟的配套编制下还能进一步发现以塑代钢的潜力。

拓扑优化关于早期观点打算阶段有很大的指挥道理，能正在给定的打算束缚下取得第一版的拓扑途径，擢升打算效果。然而目前受制于实体网格精度，以及拓扑优化办法的限度性，取得的途径不敷直观，无法直接输出可行的布局打算计划，所以依赖于工程师的解读。拓扑途径的解读时还需参加未能商酌到的束缚，依据以往参考车型来举行，从而能够使第一版布局的本能更牢靠。跟着拓扑优化办法的进一步生长，如薄板布局的加紧筋自适宜生长打算法等办法的降生，拓扑优化会阐述出越来越厉重的功用。

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