[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

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810294964.X
• 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

本發(fā)明公開了一種基于遺傳算法的B樣條防撞梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，屬于防撞梁建模及結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)領(lǐng)域，包括：根據(jù)防撞梁幾何尺寸確定B樣條首尾點(diǎn)與控制點(diǎn)；采用遺傳算法構(gòu)建關(guān)于控制點(diǎn)坐標(biāo)的初始種群；MATLAB構(gòu)建B樣條曲線并輸出節(jié)點(diǎn)坐標(biāo)；通過節(jié)點(diǎn)構(gòu)建ANSYS模型；有限元分析計(jì)算并輸出相應(yīng)應(yīng)力值；利用蔡?吳理論對防撞梁進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。本發(fā)明通過改變B樣條的形狀來改變防撞梁的幾何外形，構(gòu)建的關(guān)于B樣條控制點(diǎn)坐標(biāo)的個體，運(yùn)用遺傳算法，并以強(qiáng)度最大為設(shè)計(jì)目標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種防撞梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，特別是涉及一種基于遺傳算法的B樣條防撞梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，屬于防撞梁建模及結(jié)構(gòu)優(yōu)化技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟(jì)社會的發(fā)展，人們生活消費(fèi)水平顯著提高，私家車成為人們?nèi)粘Ｉ钪械闹黧w，但同時(shí)也導(dǎo)致交通事故頻頻發(fā)生，因?yàn)檐囕v的不安全，而導(dǎo)致無辜的死傷，給家庭，乃至整個社會都造成巨大的損失，在這樣的背景之下，汽車安全可靠性已經(jīng)成為整個社會關(guān)注的重點(diǎn)，在對于其的設(shè)計(jì)安全性能方面也具有現(xiàn)實(shí)意義。

發(fā)生事故時(shí)，在汽車中首先對人們起保護(hù)作用的是保險(xiǎn)杠，一般都是塑料或樹脂等彈性較高的，來減緩輕微碰撞對汽車的沖擊，防撞鋼梁一般隱藏在保險(xiǎn)杠里面以及車門內(nèi)部，在較大沖擊力作用下，彈性材料已經(jīng)不能緩沖能量時(shí)，這時(shí)真正起到保護(hù)車內(nèi)乘員的作用，所以，在汽車的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，對于防撞梁結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)成為重中之重。

設(shè)置在前保險(xiǎn)杠內(nèi)的防撞梁的材質(zhì)最為堅(jiān)固，是用于正面承擔(dān)車輛撞擊力的裝置，并通過它將受到的撞擊力進(jìn)行分散和緩解，并傳導(dǎo)給車體主架，對于防撞梁的結(jié)構(gòu)，也從傳統(tǒng)的平面結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)榍娼Y(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)較之以前，能夠有效地對沖擊進(jìn)行緩解，起到一種緩沖的作用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的主要目的是為了提供一種基于遺傳算法的B樣條防撞梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，解決目前在汽車防撞梁結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，其幾何外形多變，且不易建模的問題。

本發(fā)明的目的可以通過采用如下技術(shù)方案達(dá)到：

一種基于遺傳算法的B樣條防撞梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，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)。

進(jìn)一步的，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。

進(jìn)一步的，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：