[發明專利]一種座椅骨架輕量化設計方法

有效

• 申請號: 201410691255.7
• 申請日: 2014-11-25
• 公開（公告）號: CN104376182B
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 陳長亮;馬朝暉
• 申請（專利權）人: 蕪湖瑞泰汽車零部件有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 蕪湖安匯知識產權代理有限公司 34107
• 代理人: 宮軼琳

1.一種座椅骨架輕量化設計方法，其特征在于，建立優化設計數學模型：

一、設計變量：X＝{X1，X2，X3}^T三維設計空間，

1)、X1——管子與管子對接焊接方式，

2)、X2——圓鋼管規格，

3)、X3——鈑金材料；

二、設計變量區間：

X	設計變量區間
X1	A、B
X2	25*1.5、25*2.0、30*1.5、30*2.0
X3	SAPH440、SPFH540、SPFH590

A—管子端頭壓扁焊接，

B—管子端頭切近似半圓弧焊接，

管子規格由管子外徑和壁厚來定義，25*1.5為外徑25mm，壁厚1.5mm，

鈑金材料可選項為SAPH440、SPFH540、SPFH590，價格依次升高，管子材料作為設計參數中的已知常量，材料為Q235；

三、約束條件：g₁(X)g₂(X)

g₁(X)＝g₁(X1，X2，X3)，為滿足行李箱碰撞的剛度強度要求，通過建立行李箱碰撞分析有限元模型驗證，

g₂(X)＝g₂(X1，X2，X3)，為滿足價格控制要求；

四、目標函數：

f(X)＝f(X1，X2，X3)——座椅重量；

五、設計目標：min f(X)

min f(X)＝minf(X1，X2，X3)——座椅重量最輕；

六、計算過程：

1)根據價格約束函數，選擇價格最低的SAPH440，

2)通過建立行李箱碰撞分析有限元模型驗證行李箱碰撞的剛度強度要求，選擇B焊接方式，

3)根據圓鋼管規格計算各規格座椅重量，選擇使座椅重量最輕的管子規格；

設計目標函數優化：

min f(X)＝minf(X1，X2，X3)

f(X)＝X1+X2+X3

X1為B焊接方式帶來的重量變化，是常量C1，

X2為一定長度不同管子規格管子重量：

X2＝L×β×π*(r1²-r2²)＝L×β×π*(Dt-t²)

r1——外圓半徑

r2——內圓半徑

t——管子厚度

D——管子外徑

L——管子長度

β——管子材料密度

X 3為不同鈑金材料帶來的重量變化，是常量C2

整理得：

f(X)＝C1+L×β×π·(Dt-t²)+C2

由公式可以看出對f(X)求極小值，即對f(D，t)＝Dt-t2求極小值

25≤D≤30

1.5≤t≤2.0；

按座椅重量依次較重，管子規格的排序為：25*1.5，30*1.5，25*2.0，30*2.0。

2.如權利要求1所述的座椅骨架輕量化設計方法，其特征在于，優化后的方案再進行安全帶固定點強度、頭枕靜強度、ISOFIX固定裝置的強度分析，均能夠滿足要求，則認為優化方案可以實施。