1 工程背景

       白車身一般有4000-6000個焊點，如何合理地設計焊點的數量及位置，對降低產品成本，提高結構的綜合性能具有重要的意義。近幾年，某些主機廠利用拓撲優化的方法對焊點布局的優化進行了很多研究，并在新產品開發中取得明顯的效果。

2 案例介紹

    某款白車身在設計中后期，設計工程師依據結構及工藝經驗，完成焊點布置的設計。到項目的該階段，白車身剛度、模態、安全性能基本滿足設計要求，但項目部要求進一步優化產品成本構成。于是虛擬試驗部將前期對焊點優化的研究技術應用到該車型的設計中。設計部依據仿真優化的結果，將焊點數量由5630降到5248，減少382個焊點，綜合節省成本約40元。焊點優化效果如下圖，其中藍色焊點代表可去除點：

3 模型設置

     白車身焊點拓撲優化過程，包括變量定義，約束條件、優化目標等關鍵步驟。

（1）優化分析工況：

①扭轉工況：約束后減震器安裝點全部自由度，前減震器安裝點連線中點Z向平動自由度；前減震器安裝點施加3000N.M。

②彎曲工況：用RBE2抓取各減震器的安裝點，約束各主點的相應自由度；在左右門檻梁對應與B柱中心的位置，用RBE2抓取3*3或2*4個單元格。用RBE2抓取這兩個RBE2的主節點，形成剛連，在最后生成的主節點上施加Z向的-3000N的力。

③模態工況：新建EIGRL卡片，提取10-80Hz范圍內的無約束自然模態頻率。

（2）變量定義

在定義焊點變量前，首先對焊點分區，把不同區域的焊點進行分區管理，同區域的焊點具有相同的顏色，分區效果如圖所示，不同區域的焊點在優化過程中區別控制。

（3）優化約束

彎曲剛度＞設計值；扭轉剛度＞設計值；模態頻率＞設計值。

（4）優化目標：焊點數量最少。

4 優化結果

為了充分分析不同工況下的焊點作用，對比分析了各工況下的優化結果，如圖：

5 結果討論

    焊點優化計算結束后，一項重要的工作是，如何快速統計焊點優化結果，此時可以利用hyperview的高級查詢功能，快速統計焊點優化結果，如下圖。