[發(fā)明專利]一種FRP防撞梁結(jié)構(gòu)/材料協(xié)同優(yōu)化方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810298613.6
• 申請(qǐng)日: 2018-04-04
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108595787A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周金宇;臧杰;邱睿
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇理工學(xué)院
• 主分類號(hào): G06F17/50
• 分類號(hào): 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: 高姍

1.一種FRP防撞梁結(jié)構(gòu)/材料協(xié)同優(yōu)化方法，其特征在于，該方法同時(shí)采用防撞梁的零部件結(jié)構(gòu)優(yōu)化與防撞梁材料優(yōu)化進(jìn)行協(xié)同優(yōu)化，利用MATLAB調(diào)用ANSYS軟件，用APDL語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)后臺(tái)計(jì)算模型應(yīng)力，根據(jù)計(jì)算模型應(yīng)力求解最優(yōu)模型，進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，采用MATLAB創(chuàng)建FRP防撞梁材料參數(shù)，根據(jù)材料參數(shù)，在ANSYS中對(duì)FRP防撞梁層合板進(jìn)行鋪層參數(shù)設(shè)定，進(jìn)行材料優(yōu)化。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種FRP防撞梁結(jié)構(gòu)/材料協(xié)同優(yōu)化方法，其特征在于，結(jié)構(gòu)優(yōu)化包括如下步驟：

步驟1：采用B樣條曲線構(gòu)造防撞梁模型，通過(guò)改變其控制頂點(diǎn)坐標(biāo)，來(lái)改變其結(jié)構(gòu)參數(shù)，改變防撞梁外形結(jié)構(gòu)；

步驟2：采用MATLAB創(chuàng)建關(guān)于結(jié)構(gòu)參數(shù)的隨機(jī)初始種群；

步驟3：根據(jù)初始種群中的結(jié)構(gòu)參數(shù)，完成有限元建模；

步驟4：對(duì)有限元模型施加約束與載荷后，進(jìn)行有限元分析與計(jì)算，輸出相應(yīng)應(yīng)力至txt文件；

步驟5：輸入應(yīng)力值到MATLAB中，使用經(jīng)典層合板強(qiáng)度理論中蔡-吳張量理論，建立關(guān)于防撞梁結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度的關(guān)系，并得出強(qiáng)度比R；

步驟6：構(gòu)建適應(yīng)度函數(shù)，基于適應(yīng)度對(duì)種群進(jìn)行選擇、交叉、變異、重組操作。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種FRP防撞梁結(jié)構(gòu)/材料協(xié)同優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟2中，采用二進(jìn)制種群對(duì)防撞梁進(jìn)行參數(shù)設(shè)置。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種FRP防撞梁結(jié)構(gòu)/材料協(xié)同優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟2中，分別用2位二進(jìn)制表示防撞梁層合板每層鋪層角度。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種FRP防撞梁結(jié)構(gòu)/材料協(xié)同優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟2中，用3位二進(jìn)制表示結(jié)構(gòu)參數(shù)x1。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種FRP防撞梁結(jié)構(gòu)/材料協(xié)同優(yōu)化方法，其特征在于，所述步驟2中，用5位二進(jìn)制表示結(jié)構(gòu)參數(shù)x2。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種FRP防撞梁結(jié)構(gòu)/材料協(xié)同優(yōu)化方法，其特征在于，所示步驟6中，具體包括如下步驟：

步驟61：根據(jù)強(qiáng)度比R取值，構(gòu)建適應(yīng)度函數(shù)；

步驟62：基于適應(yīng)度函數(shù)對(duì)舊種群進(jìn)行選擇操作，保留較優(yōu)解；

步驟63：對(duì)余下個(gè)體，基于適應(yīng)度進(jìn)行交叉、變異操作，生成新種群；

步驟64：對(duì)新種群重新構(gòu)建有限元模型，并計(jì)算適應(yīng)度，基于適應(yīng)度進(jìn)行重組操作，確保較優(yōu)解不會(huì)在交叉、變異過(guò)程中被去掉；

步驟65：重復(fù)上述步驟直至最大迭代次數(shù)MAXGEN；

步驟66：輸出每一代的結(jié)構(gòu)參數(shù)、材料參數(shù)、目標(biāo)函數(shù)值，并畫出相應(yīng)的迭代次數(shù)與目標(biāo)函數(shù)值的圖像。