[發明專利]一種基于模型確認技術的車身梁截面設計方法

在審

• 申請號: 201811278245.5
• 申請日: 2018-10-30
• 公開（公告）號: CN109344538A
• 公開（公告）日: 2019-02-15
• 發明（設計）人: 劉杰;白鵬英
• 申請（專利權）人: 北京機械設備研究所
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京天達知識產權代理事務所(普通合伙) 11386
• 代理人: 龐許倩;侯永帥

1.一種基于模型確認技術的車身梁截面設計方法，其特征在于，包括如下步驟：

建立汽車車身物理模型，獲得其對應的車身梁單元結構；

根據多目標優化參數以及約束條件，建立車身優化目標函數，獲得車身梁截面的最優形狀、關鍵控制點坐標，并制造對應的車身模型實物；

對所述車身模型實物進行靜載或動載試驗，獲得車身靜載或動載試驗實測結果；

判斷上述實測結果與所述車身模型實物對應的靜載或動載仿真結果是否滿足模型確認準則；不滿足，則修正所述最優形狀、關鍵控制點坐標以及材料，直到滿足為止。

2.根據權利要求1所述的基于模型確認技術的車身梁截面設計方法，其特征在于，所述建立汽車車身物理模型，獲得其對應的車身梁單元結構，包括如下步驟：

通過建模軟件，建立汽車車身物理模型；所述汽車車身物理模型包括車身梁、車身骨架結構；

通過有限元分析方法，獲得所述汽車對應的車身梁單元結構；

針對每一個車身梁單元結構，設置初始模型參數。

3.根據權利要求1或2所述的基于模型確認技術的車身梁截面設計方法，其特征在于，所述多目標優化參數包括車身梁截面面積、y軸慣性矩、z軸慣性矩、混合慣性矩、y向塑性力矩、z向塑性力矩、抗扭截面系數、抗彎截面系數、材料成本；

所述約束條件包括可制造性約束、可裝配性約束和材料約束。

4.根據權利要求3所述的基于模型確認技術的車身梁截面設計方法，其特征在于，所述車身優化目標函數表示為

式中，f₁表示車身梁截面面積，f₂表示y軸慣性矩，f₃表示z軸慣性矩，f₄表示混合慣性矩，f₅表示y向塑性力矩，f₆表示z向塑性力矩，f₇表示抗扭截面系數，f₈表示抗彎截面系數，f₉表示材料成本。

5.根據權利要求3所述的基于模型確認技術的車身梁截面設計方法，其特征在于，所述可制造性約束設置為，通過對設計變量d_j,k定義設計邊界d_j,k^L和d_j,k^U來實現約束

d_j,k^U＝d_max

式中，d_j,k表示梁截面坐標系下車身截面的多層板中第k層板的第j個點到k-1層板的第j個點的距離，d_max表示最大距離，z_j,k表示第k層板的第j個控制點的z軸坐標，z_j,k-1表示第k-1層板的第j個控制點的z軸坐標，L表示下邊界，U表示上邊界。

所述可裝配性約束設置為，不參與形狀變化的設計變量

d_j,k＝0

所述材料約束設置為，將所有材料參數建立數據庫管理，在設置初始模型參數時以數據庫的方式直接調用離散的材料參數作為優化設計的初值，在后續的模型確認流程中通過區間變量模型修正方法求解最優材料參數，以確定車身梁截面的材料選擇。

6.根據權利要求1-2、4-5之一所述的基于模型確認技術的車身梁截面設計方法，其特征在于，所述對車身模型實物進行靜載或動載試驗、獲得車身靜載或動載試驗實測結果，包括如下步驟：

選擇與上述車身梁截面最優形狀、所用材料一致的車身梁設計工業標準；

根據上述車身梁設計工業標準，對所述車身模型實物進行靜載或動載試驗，獲得車身靜載或動載試驗實測結果。