Оптимизация несущей системы с учетом требований по пассивной безопасности

В настоящее время общемировой тенденцией является снижение веса автомобиля. Снижение веса автомобиля диктуется постоянно повышающимися требованиями экономичности и экологичности. Так же немаловажным является повышение динамических характеристик транспортного средства. С другой стороны, одновременно повышаются требования к пассивной безопасности автомобиля, которые неизбежно приводят к повышению массы несущей системы.
Данное противоречие в настоящее время решается несколькими путями. Снижение веса автомобиля возможно за счёт применения новых материалов, например, алюминиевых сплавов, сплавов магния и композиционных материалов. Такой подход позволяет добиваться хороших результатов по снижению веса, однако, как правило приводит к заметному удорожанию автомобиля. Вторым направлением является проектирование конструкций с оптимальным распределением материала. При таком подходе возможно применение традиционных материалов и технологий изготовления несущей системы без повышения стоимости. Для определения доступного пространства проектирования несущей системы необходимо определить положение всех основных агрегатов. Для получения моделей всех агрегатов использовалась координатно-измерительная машина типа «рука».
Для упрощения, модели агрегатов были «обёрнуты» поверхностью. Такой подход позволяет скрыть мелкие элементы агрегатов, а также получить тело без поднутрений. Таким способом были получены модели двигателя с навесным оборудованием, трансмиссии, панели приборов, отопителя салона, элементов рулевого управления, системы подрессоривания.

В качестве внешней границы пространства проектирования используются поверхности внешних панелей, формирующие облик автомобиля.
При проведении оптимизации несущей системы рассматриваются эксплуатационные и аварийные расчётные случаи.
Результаты оптимизации приведены на рисунках ниже. Красным цветом обозначены области с максимальной плотностью элементов. Элементы с низкой плотностью не показаны.
Результаты оптимизации необходимо интерпретировать и на их основании разработать улучшенную конструкцию несущей системы.