[發明專利]一種B樣條防撞梁結構優化方法在審

申請號：	201810298612.1	申請日：	2018-04-04
公開（公告）號：	CN108595786A	公開（公告）日：	2018-09-28
發明（設計）人：	周金宇;臧杰;邱睿	申請（專利權）人：	江蘇理工學院
主分類號：	G06F17/50	分類號：	G06F17/50
代理公司：	常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231	代理人：	高姍
地址：	213001 江***	國省代碼：	江蘇;32
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摘要：
搜索關鍵詞：	防撞梁結構優化建模控制點坐標碰撞沖擊力幾何外形抗彎能力強度理論強度準則曲面形狀外形結構彎曲曲線載荷作用層合板傳統的平滑零部件優化
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【說明書】：

本發明公開了一種B樣條防撞梁結構優化方法，屬于具有曲面形狀結構優化技術領域，該方法通過MATLAB與ANSYS之間存在的接口，通過B樣條各控制點坐標來改變具有曲面零部件的外形，通過改變防撞梁幾何外形，建立B樣條曲線建模，在相同載荷作用下，使用經典層合板強度理論中蔡?吳張量理論，依據強度準則找到防撞梁最優的外形結構。本發明通過防撞梁彎曲程度對防撞梁整體強度、剛度、以及抗彎能力進行優化，使B樣條建模相比傳統的彎曲曲線更平滑，且具有顯著的分散碰撞沖擊力的能力。

技術領域

本發明涉及一種汽車防撞梁結構優化方法，特別是涉及一種B樣條防撞梁結構優化方法，屬于具有曲面形狀結構優化技術領域。

背景技術

防撞梁是用來減輕車輛受到碰撞時吸收碰撞能量的一種裝置，由主梁、吸能盒，連接汽車的安裝板組成，主梁、吸能盒都可以在車輛發生低速碰撞時有效吸收碰撞能量，盡可能減小撞擊力對車身縱梁的損害，通過這樣就發揮了它對車輛的保護作用，作為碰撞中的主要吸能部件，防撞梁位于車身的前部或后部，它與縱梁相連接，同時對車身總成的扭轉剛度，彎曲剛度，性能有重要影響，現有的汽車防撞梁多是鋼結構或者鋁合金結構，且是剛性的，碰撞時，只有防撞梁本體發生形變才能吸能，在碰撞發生后經常需要更換防撞梁。

發明內容

本發明的主要目的是為了提供一種B樣條防撞梁結構優化方法，針對現有防撞梁的結構優化僅僅針對其截面形狀、長度、寬度等參數的優化，而并未針對防撞梁曲面形狀改變而進行優化的問題。

本發明的目的可以通過采用如下技術方案達到：

一種B樣條防撞梁結構優化方法，該方法通過MATLAB與ANSYS之間存在的接口，通過B樣條各控制點坐標來改變具有曲面零部件的外形，通過改變防撞梁幾何外形，建立B樣條曲線建模，在相同載荷作用下，使用經典層合板強度理論中蔡-吳張量理論，依據強度準則找到防撞梁最優的外形結構。

進一步的，使用經典層合板強度理論中蔡-吳張量理論得出B樣條防撞梁強度比R，強度比R如公式(1)所示；

其中：F₁₁、F₁、F₂₂、F₂、F₆₆、F₁₂均為強度參數；

X_t為縱向拉伸強度，X_c為縱向壓縮強度，Y_t為橫向拉伸強度，Y_c為橫向壓縮強度；

σ₁為縱向應力，σ₂為橫向應力，σ₆為剪切應力。

進一步的，B樣條曲線構造如公式(2)所示：

其中N_i,p為B樣條基函數，P_i為B樣條控制點坐標。

進一步的，在ANSYS有限元軟件中擬合B樣條曲線，完成有限元建模。

本發明的有益技術效果：按照本發明的B樣條防撞梁結構優化方法，本發明提供的B樣條防撞梁結構優化方法，通過防撞梁彎曲程度對防撞梁整體強度、剛度、以及抗彎能力進行優化，使B樣條建模相比傳統的彎曲曲線更平滑，且具有顯著的分散碰撞沖擊力的能力。