[發(fā)明專利]一種基于遺傳算法的B樣條防撞梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法

在審

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• 申請日: 2018-04-04
• 公開（公告）號: CN108573098A
• 公開（公告）日: 2018-09-25
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周金宇;臧杰;邱睿
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇理工學(xué)院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 常州佰業(yè)騰飛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32231
• 代理人: 陳麗萍

1.一種基于遺傳算法的B樣條防撞梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟1：根據(jù)B樣條防撞梁幾何尺寸確定B樣條防撞梁首尾點(diǎn)及控制點(diǎn)；

步驟2：構(gòu)建關(guān)于B樣條防撞梁控制點(diǎn)坐標(biāo)的初始種群；

步驟3：采用MATLAB遺傳算法構(gòu)建B樣條防撞梁曲線并輸出B樣條防撞梁節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)；

步驟4：通過輸出的B樣條防撞梁節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)構(gòu)建ANSYS模型；

步驟5：采用有限元分析計(jì)算并輸出ANSYS模型相應(yīng)應(yīng)力值；

步驟6：利用蔡-吳張量理論對防撞梁強(qiáng)度進(jìn)行分析；

步驟7：根據(jù)B樣條防撞梁曲線與遺傳算法，對防撞梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于遺傳算法的B樣條防撞梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟6中，利用蔡-吳張量理論對防撞梁強(qiáng)度分析，其中蔡-吳張量理論的強(qiáng)度比方程為式(1)：

其中：R是強(qiáng)度比，表示單層板在施加應(yīng)力作用下，極限應(yīng)力的某一分量與其對應(yīng)的施加應(yīng)力分量之比，也稱為強(qiáng)度/應(yīng)力比；

F₁₁、F₁、F₁₂、F₂、F₆₆、F₂₂均為強(qiáng)度參數(shù)；

σ₁為縱向應(yīng)力；

σ₂為橫向應(yīng)力；

σ₆為剪切應(yīng)力。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于遺傳算法的B樣條防撞梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟7中，對防撞梁進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)包括如下步驟：

步驟71：根據(jù)所述B樣條防撞梁曲線對防撞梁進(jìn)行建模；

步驟72：采用MATLAB遺傳算法優(yōu)化設(shè)計(jì)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于遺傳算法的B樣條防撞梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟71中，根據(jù)所述B樣條防撞梁曲線對防撞梁進(jìn)行建模，包括如下步驟：

步驟711：在MATLAB軟件中通過B樣條防撞梁首尾點(diǎn)及2個(gè)控制點(diǎn)，構(gòu)建一條完整的B樣條防撞梁曲線；

步驟712：將B樣條防撞梁曲線上節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)輸出至txt文件內(nèi)；

步驟713：在ANSYS軟件中，輸入txt文件中節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)，并以此擬合B樣條防撞梁曲線；

步驟714：根據(jù)已有B樣條防撞梁曲線通過構(gòu)建截面形狀，并以B樣條防撞梁曲線進(jìn)行掃略，完后對防撞梁的建模過程。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于遺傳算法的B樣條防撞梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟712中，在MATLAB中通過fopen命令打開txt文件，用fprintf命令將節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)輸入txt文件中，并以fclose命令結(jié)束輸入。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于遺傳算法的B樣條防撞梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟72中，采用采用MATLAB遺傳算法優(yōu)化設(shè)計(jì)，包括如下步驟：

步驟721：采用二進(jìn)制編碼策略，構(gòu)建關(guān)于B樣條防撞梁控制點(diǎn)坐標(biāo)的隨機(jī)種群；

步驟722：在用B樣條防撞梁曲線對防撞梁建模完成后，在ansys中施加約束與載荷，計(jì)算相應(yīng)的應(yīng)力；

步驟723：應(yīng)力數(shù)值返回MATLAB中，并根據(jù)蔡-吳張量理論強(qiáng)度比方程進(jìn)行強(qiáng)度比計(jì)算；

步驟724：根據(jù)強(qiáng)度比R建立適應(yīng)度函數(shù)，基于適應(yīng)度函數(shù)進(jìn)行選擇、交叉、變異、重組操作，以此進(jìn)行遺傳算法優(yōu)化設(shè)計(jì)。