设计单元的密度是该焊点保留或删除的标志。密度越高，则说明该焊点对所考察的工况越重要，反之，密度越低，则该焊点所起的作用越小。使用HyperView查看密度小于0.1的设计单元，其所代表焊点的空间分布如图3所示。可观察到主要分布在顶盖、侧围等上车体区域。

考虑优化效率，优化过程只关注了整体结构性能不受影响，故在选择可删除焊点时，需工程判断部件安装等要求的局部刚度及焊接工艺，剔除不可去除或影响较大的焊点。最终剩下约40个可去焊点。其中部分分布情况如图4，5所示。

如图4所示横梁，该处焊点对整车性能影响较小，但对外观质量作用重大，故此处采用稀疏排布以减少焊点。图5所示的焊点属于多余焊点，可删除。经查看各个区域的焊点区域，最终删除26个焊点，其中去除多余焊点7个，通过稀疏排布减少19个。

4优化验证

表2列出了白车身刚度及模态在焊点减少后相比于原设计状态的性能变化情况。可观察到，在焊点减少后，其各项指标都保持了原有水平，满足设定的目标。减少焊点区域的局部刚度无明显变化。

5结论

本文利用拓扑优化方法获得了每个焊点对整车结构性能的贡献量，从贡献量较小的焊点中进行选择性删除，并对白车身优化前后进行了白车身刚度、模态的验证对比。结果表明，应用OptiStruct拓扑优化功能进行焊点选择的方法是有效和可行的，能够在保持白车身刚度、模态等结构性能不降低的情况下，发现冗余设计的焊点，达到减少焊点数量，降低制造成本的目的。

6参考文献
[1] 羊拯民,汽车车身设计, 北京：机械工业出版社，2008.10
[2] 朱灯林，陈俊伟，俞洁等，结构拓扑优化设计的研究现状及其应用[J]，机械制造与自动化,2005 (6):7-11
[3] 王登峰，张斌，陈静等，商用车驾驶室白车身焊点缩减拓扑优化研究[J]，汽车工程，2009 31(4):326-33

OptiStruct Application on Weld Optimization of Body-in-White
Luo Miao    Zhang Pengfei

Abstract:  An optimization model for body-in-white (BIW) is set up with structure performance as constraints and minimizing the weld numbers as the objective. By using HyperWorks/OptiStruct to do topology optimization, each weld’s contribution is determined, and weld localization is adjusted. Validation of the structure performance shows that topology optimization is effective and feasible for weld reduction.

Keywords: Body-in-white   Weld   OptiStruct   Topology optimization