[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

本發明公開了一種座椅骨架輕量化設計方法，通過把多目標問題變為主要目標問題、把非線性問題變為趨于直觀的線性問題，最終建立的優化數學模型能夠通過簡單的公式迭代就能抉擇出最優方案。

技術領域

本發明屬于汽車座椅制造技術領域，尤其涉及一種座椅骨架輕量化設計方法。

背景技術

在工程中多目標優化問題就目前來看依然存在諸多困難，如價格最低，重量最輕，工藝最簡單多目標同時做到最優是一個非常復雜的工程問題。

在實現本發明的過程中，發明人發現現有技術至少存在以下問題：工程中的大多設計變量屬離散變量，座椅骨架優化問題的設計變量也不例外，由此導致其數學模型中的目標函數及約束函數的不連續性，從而將連續變量問題的數學模型變成不可微的，離散優化問題的難度在于解析的數學工具變得力所難及。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種把多目標問題變為主要目標問題、把非線性問題變為趨于直觀的線性問題，能夠通過簡單的公式迭代就能抉擇出最優方案的座椅骨架輕量化設計方法。

為了解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是：

可以把多目標優化問題轉化為主要目標優化問題，這在機械優化設計中是有理論依據的。如：要求座椅骨架做到最輕，那么我們可以把價格控制和剛度強度問題作為約束條件來處理進而解決優化設計問題。同樣，如果座椅廠商要求本座椅骨架價格做到最低，那我們可以把剛度強度、輕量化問題作為約束條件來解決優化問題。這樣我們可以把復雜的工程多目標優化問題變得簡單易解決。

找出其主導作用的離散變量，盡量減少離散變量，盡量使非線性問題趨于線性化，使問題變得簡單。

由于座椅骨架設計根據車身邊界和設計規范的要求，系統布置和尺寸基本確定，為滿足設計剛度強度要求，僅能夠對材料類型、管子和鈑金規格、焊接工藝和緊固方式、鈑金和管子成型工藝等進行改進，所以起主導作用的設計變量基本確立，且這些設計變量具有離散性質，離散變量優化設計在工程中更具有實際意義。即這些設計變量并不是連續區間，而是分散的具體參數。

設計要滿足結構剛度強度約束條件，即通過法規要求的各項試驗，根據法規，可知目前對后排靠背的試驗要求有：GB150183-2006—行李箱入侵試驗，GB14167—安全帶固定點強度試驗(三點式安全帶后排座椅)，ECE R14—ISOFIX固定裝置強度試驗，GB11550-2009—頭枕靜強度試驗。剛度強度約束函數采用有限元模型表達，通過有限元模型計算得出設計變量的可行域。根據經驗及歷史數據，認為分析類型的主次性排序為：1、行李箱入侵分析；2、安全帶固定點強度分析；3、頭枕靜強度分析；4、ISOFIX固定裝置強度分析。ISOFIX固定裝置強度分析主要對局部進行校核，局部改動對靠背整體重量影響較小，另認為行李箱入侵分析對結構剛度強度的要求最為苛刻，即行李箱入侵分析有限元模型可以作為優化設計的約束函數主要表達方式(見圖1)。設計還要滿足成本控制的約束條件。重量最輕作為設計目標。

通過以上描述我們可以建立優化設計數學模型：

一種座椅骨架輕量化設計方法，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：