前言
Preface

近年來，我國汽車工業高速發展，產銷量已經連續10年位居世界第一，成為名副其實的世界汽車制造大國。隨著我國汽車自主研發和科技創新的全面開展，汽車車身結構正向開發設計受到汽車企業的高度重視，結構參數化和輕量化優化集成設計是車身高效正向開發必不可少的重要手段。傳統的車身設計流程，從零件結構形狀、斷面設計到車身幾何模型的更新，再到車身有限元模型搭建、仿真分析和結構優化，要耗費大量時間和人力，通常經過一輪的設計優化并不能滿足設計目標要求，需要重復進行設計與分析計算，無論是幾何模型的修改還是有限元模型的調整，均需要耗費相當大的人力和物力。

SFE-CONCEPT軟件提供了一個完全隱式結構的參數化設計平臺，可用模塊化方法對車身結構進行參數化建模，通過相應的設置能夠直接自動生成用于各種計算任務的高質量有限元模型，可在產品開發設計早期的概念設計階段實現真正意義上的“分析驅動設計”，形成車身結構參數化設計平臺，進行同平臺和跨平臺車型參數化車身的模塊共享，實現車身結構的快速變形、調整和衍生，能快速完成車身結構幾何變化與修改，實現拓撲結構、斷面和板厚的自動調整和模型重建，并保持變形后各零件連接關系特性。SFE-CONCEPT軟件提供了豐富的與外部有限元求解器和多學科優化軟件交換數據的接口，并通過與多目標優化軟件和有限元求解器進行集成和聯動，進行車身結構的自動設計、分析與優化，實現車身結構多性能目標的自動尋優，確定有效解決方案；能顯著提升車身的研發效率和性能品質，降低研發成本，縮短開發周期，有效支撐自主品牌車型車身結構的正向開發。SFE -CONCEPT軟件作為汽車行業中一種全新的汽車概念設計解決方案，已經被歐洲、北美、澳大利亞和日本等地區的各大整車企業廣泛運用。

本書以汽車車身結構參數化和輕量化優化設計為主線，從便于企業產品開發一線的工程師閱讀和應用的視角出發，既重視車身結構設計理論與方法的漸進性和系統性，又強調所選案例的針對性和實用性；既聚焦車身參數化和輕量化優化設計具體的方法和步驟，又關注不同車企車身結構系列化和平臺化設計開發的特殊需求，努力從不同層面剖析車身參數化和輕量化優化設計的共性技術關鍵，深入淺出地論述了車身研發中結構參數化設計和輕量化優化設計的基本理論方法和共性核心技術，為讀者提供豐富、全面和翔實的技術資料。

本書首先介紹了車身分類、組成、開發原則和設計流程，論述了車身輕量化的基本概念、國內現狀和發展趨勢；分析了不同工況下車身載荷與傳遞路徑，闡明了車身結構輕量化設計方法；然后介紹了車身結構輕量化設計中應用最廣泛的有限元法的基本建模方法，列舉了汽車行業產品開發中最常用的幾款商用有限元分析軟件，并通過實例論述了車身彎扭剛度、模態和結構抗撞性的有限元建模與分析方法；接著簡要說明了本書的重點內容SFE-CONCEPT軟件的開發背景和性能特點，重點介紹了車身參數化建模術語、結構區域劃分與命名規則、零部件模塊化參數化設計方法，以及各模塊和車身總成的裝配方法、變量錄制及參數化模型調整方法；闡明了由參數化模型自動生成高質量有限元模型的方法、有限元模型信息的命名規范、不同分析任務有限元模型加載和計算方法，以及后臺批處理的自動計算方法。車身結構的輕量化設計往往是多個沖突目標的協同優化設計，為了對車身結構進行輕量化多目標優化設計，書中簡要介紹了汽車產品研發中常用的多目標優化設計算法和解決復雜優化問題的近似模型方法；并結合不同的車身參數化和輕量化優化設計實例，詳細論述了這些方法在車身產品開發工程實際中的具體實施方法。

本書是由各企業汽車產品開發一線工程師編寫的技術書籍，側重實用性，它的出版和應用一定會對汽車車身參數化正向開發和輕量化優化設計發揮重要的促進作用。

本書的編寫得到了SFE公司的大力支持，德國SFE公司的創始人、前總裁和首席執行官Hans Zimmer先生專門為本書寫序。在此，代表編委會向Hans Zimmer先生表示衷心的感謝。

2019年7月12日于長春