[發明專利]多連桿鉸接剛度優化方法及系統

在審

• 申請號: 201711012906.5
• 申請日: 2017-10-26
• 公開（公告）號: CN109710957A
• 公開（公告）日: 2019-05-03
• 發明（設計）人: 陸群;李軒
• 申請（專利權）人: 北京長城華冠汽車科技股份有限公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司 11266
• 代理人: 郭一斐;葉萬東

本發明提供了一種多連桿鉸接剛度優化方法及系統，包括：根據對多連桿鉸鏈預設的剛度要求，采用一維單元建立多連桿鉸鏈剛度的優化模型；根據多連桿鉸鏈的運動，確定優化模型的約束條件并對其施加約束條件；通過優化模型進行優化分析，確認優化模型最大的模擬剛度值及在模擬剛度值最大時優化模型中各模擬連桿轉軸位置的模擬變化量。本發明提供方法采用一維單元進行建模，通過約束步驟中對優化模型施加約束條件，結合了工程實際中各連桿的運動情況，在考慮鉸鏈的運動情況基礎上結合鉸鏈的剛度，對其進行優化分析，以便實現機構運動與結構性能的同步仿真與優化，通過分析結果直接指導設計，解決設計成本及周期長的問題。

技術領域

本發明涉及多連桿鉸接技術領域，具體而言，涉及一種多連桿鉸接剛度優化方法及系統。

背景技術

目前，由于布置空間等問題，部分機艙蓋、行李箱蓋采用多連桿鉸鏈。與單軸鉸鏈或彎臂鉸鏈相比，多連桿鉸鏈有以下特點：

1、存在多個轉動軸，運動形式更復雜；

2、結構穩定性較弱。

復雜機構的運動會對多連桿鉸鏈的剛度性能產生影響，因此多連桿鉸鏈的仿真與優化是一個需要綜合考慮機構運動與彈性體結構的復雜問題，需要在鉸鏈的設計過程中考慮鉸鏈的轉動軸位置對剛度性能的影響。

現有設計工程師對多連桿進行優化分析時存在以下問題：一方面，設計工程師只對多連桿鉸鏈的運動軌跡等進行校核，在布置多連桿的轉動軸時不會考慮其對剛度的影響；另一方面，傳統仿真分析只將鉸鏈作為彈性體考慮，不會考察鉸鏈的運動情況。因此，多連桿鉸鏈的結構性能與機構運動的設計與分析處于分離的狀態，設計工程師與仿真工程師需要反復交流與討論，不斷試錯，故多連桿鉸接設計的成本高，設計周期長，影響相關設備的設計。

發明內容

鑒于此，本發明提出了一種多連桿鉸接剛度優化方法及系統，旨在解決現有多連桿鉸接設計成本高周期長的問題。

一方面，本發明提出了一種多連桿鉸接剛度優化方法，該方法包括：建模步驟，根據對多連桿鉸鏈預設的剛度要求，采用一維單元建立多連桿鉸鏈剛度的優化模型；約束步驟，根據所述多連桿鉸鏈的運動，確定所述優化模型的約束條件并對其施加所述約束條件；分析步驟，通過對約束后的所述優化模型進行優化分析，確認所述優化模型最大的模擬剛度值及在所述模擬剛度值最大時所述優化模型中各模擬連桿轉軸位置的模擬變化量。

進一步地，上述多連桿鉸接剛度優化方法，在所述約束步驟中采用自由尺寸優化的方式進行約束條件的施加。

進一步地，上述多連桿鉸接剛度優化方法，所述約束步驟包括：確認目標子步驟，通過對所述多連桿鉸鏈進行剛度分析，確認所述優化模型的模擬剛度值為優化分析的目標函數并對其進行定義；確認變量子步驟，通過對所述多連桿鉸鏈進行運動分析，確定各所述模擬連桿轉軸位置的變化量為優化分析的設計變量并對其進行建立；施加約束子步驟，根據對所述多連桿鉸鏈進行的運動分析，確定各所述模擬連桿轉軸位置的變化方向及其沿該方向運動的最大范圍為優化設計的設計約束并對所述優化模型施加所述設計約束。

進一步地，上述多連桿鉸接剛度優化方法，所述分析步驟包括：優化子步驟，通過對約束后的所述優化模型進行優化分析，實時記錄所述優化模型運動過程中所述優化模型的實時模擬剛度值；確認子步驟，根據所述實時模擬剛度值確認所述優化模型最大的模擬剛度值及在所述模擬剛度值最大時所述優化模型中各模擬連桿轉軸位置的模擬變化量。

進一步地，上述多連桿鉸接剛度優化方法，在所述優化子步驟中，通過等值線和顏色漸變的方式記錄所述優化模型運動過程中的實時模擬剛度值；和/或，通過圖形曲線形式記錄所述優化模型運動過程中的實時模擬剛度值。