公司
本田汽车公司
设计挑战
最大限度地减少铝制发动机罩的碰撞变形
ESTECO软件解决方案
modeFRONTIER
优势
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节省计算时间
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经过几次评估后找到最佳设计
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碰撞变形减少6%
本田汽车研发中心致力于履行其作为汽车制造商在环境保护、安全和质量保证方面的社会责任。在这些挑战中，本田的工程师采用了modeFRONTIER软件解决方案来找到最佳的车辆铝制发动机罩配置，以减少汽车碰撞造成的行人头部伤害。
“modeFRONTIER帮助我们在欧洲NCAP达到了头部保护的五星级标准。”
——Osamu Ito，研究部技术助理总工程师，本田研发有限公司
挑战
日本交通事故统计数据显示，每年有1000多人在交通事故中死亡，其中最主要的死因是头部受伤。欧洲新车评估计划（Euro NCAP）被广泛用于评估行人头部保护与车辆碰撞。与此同时，汽车制造商为达到二氧化碳排放标准，增加了铝罩的使用，以降低车辆重量。与钢相比，铝罩的重量减少了40%。但是由于铝的能量吸收特性低于钢（低惯性和刚度），因此通常需要更大的碰撞变形来保护行人，这就需要增加发动机罩下的间隙，同时在布局结构方面有进一步的限制。将行人保护和轻量化结合起来成为汽车行业的一个关键挑战。本田的工程师们专注于制造一种能够减少碰撞变形并实现五星级欧洲NCAP头部保护的铝制发动机罩。
选用截锥型浮雕结构作为概念结构
解决方案
我们从一个带许多大孔的传统铝罩开始，在面板上填充了截锥，以增加质量和刚度。在modeFRONTIER工作流程中创建了一个优化过程，以完善内部压花铝罩的9个头部碰撞点（欧洲NCAP定义）。modeFRONTIER允许细化15个设计参数（主要与质量和刚度有关），以最大限度地减少冲击变形，并自动化不同仿真求解器之间的交互。CATIA用于修改形状，ANSA解算器生成网格，由LS-DYNA求解器执行头部碰撞仿真，然后在LS PrePost中对结果进行处理，以评估头部损伤标准（HIC）和变形。
Pareto前沿（MOSA算法）
成果
“modeFRONTIER使我们能够在优化每个头部撞击点的设计变量时节省计算时间。实验设计（DOE）分析可以识别出不符合HIC要求的撞击点（6号）。多目标模拟退火（MOSA）算法被用来优化最坏的影响点。这样可以在很少的评估后找到最佳设计。与传统铝制发动机罩相比，整体优化过程可以减少6%的碰撞变形，并满足HIC目标值”本田研发有限公司技术研究部助理总工程师Osamu Ito表示。
欧洲NCAP规定的九个头部撞击点
本田汽车公司是一家日本上市的跨国企业集团，主要生产汽车、飞机、摩托车和动力设备。自1959年以来，本田一直是世界上最大的摩托车制造商，也是全球最大的内燃机制造商，每年生产1400多万台内燃机。2001年，本田成为日本第二大汽车制造商。