[發(fā)明專利]基于徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)近似模型的發(fā)動(dòng)機(jī)罩輕量化設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010589214.2
• 申請(qǐng)日: 2020-06-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111797471B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-10-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖永富;曹正林;張雨;于保君;馬明輝;李鼎;楊少明;劉啟龍;于禮艷
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)第一汽車股份有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/15
• 分類號(hào): G06F30/15;G06F30/23;G06N3/08
• 代理公司: 長(zhǎng)春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 杜森垚

1.一種基于徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)近似模型的發(fā)動(dòng)機(jī)罩輕量化設(shè)計(jì)方法，其特征在于，包含：

基于徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)RBF近似模型的多目標(biāo)輕量化優(yōu)化分析：建立發(fā)動(dòng)機(jī)罩總成有限元模型，并完成發(fā)動(dòng)機(jī)罩模態(tài)及剛度分析；建立基于徑向基RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的近似模型，并依據(jù)近似模型進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化；

所述基于徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)RBF近似模型的多目標(biāo)輕量化優(yōu)化分析包括：

1)建立發(fā)動(dòng)機(jī)罩總成有限元模型，完成發(fā)動(dòng)機(jī)罩性能分析；

2)選取發(fā)動(dòng)機(jī)罩各鈑金件料厚作為設(shè)計(jì)變量，依據(jù)各鈑金件真實(shí)的料厚可變范圍，給定變量的變化范圍區(qū)間，變量設(shè)定為離散變量；

3)采用正交矩陣法選取變量試驗(yàn)矩陣，輸出試驗(yàn)矩陣下各變量對(duì)應(yīng)的有限元模型，分析計(jì)算不同變量發(fā)動(dòng)機(jī)罩對(duì)應(yīng)的模態(tài)、側(cè)向剛度、中間約束扭轉(zhuǎn)剛度、邊約束扭轉(zhuǎn)剛度值；

4)依次提取發(fā)動(dòng)機(jī)罩各變量對(duì)應(yīng)的一階模態(tài)值、側(cè)向載荷位移值、中間約束載荷位移值、邊約束位移值，與變量值形成一一對(duì)應(yīng)的數(shù)列矩陣；

5)依據(jù)數(shù)列矩陣建立基于徑向基RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的近似模型，依據(jù)近似模型，進(jìn)行全局尋優(yōu)，進(jìn)行多目標(biāo)優(yōu)化，找到最優(yōu)的變量組合方案；

發(fā)動(dòng)機(jī)罩性能仿真驗(yàn)證及優(yōu)化：建立發(fā)動(dòng)機(jī)罩全內(nèi)飾精細(xì)化模型，并完成發(fā)動(dòng)機(jī)罩關(guān)閉瞬態(tài)強(qiáng)度分析，根據(jù)強(qiáng)度分析結(jié)果對(duì)局部結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)近似模型的發(fā)動(dòng)機(jī)罩輕量化設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述步驟1)中，建立發(fā)動(dòng)機(jī)罩總成有限元模型的步驟為：DOE試驗(yàn)設(shè)計(jì)；樣本點(diǎn)模型生成；劃分有限元網(wǎng)格。

3.如權(quán)利要求2所述的一種基于徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)近似模型的發(fā)動(dòng)機(jī)罩輕量化設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述DOE試驗(yàn)設(shè)計(jì)中，矩陣樣本點(diǎn)選取采用正交矩陣法。

4.如權(quán)利要求1所述的一種基于徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)近似模型的發(fā)動(dòng)機(jī)罩輕量化設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述步驟1)中，發(fā)動(dòng)機(jī)罩性能分析包括：發(fā)動(dòng)機(jī)罩模態(tài)、側(cè)向剛度、中間約束扭轉(zhuǎn)剛度、邊約束扭轉(zhuǎn)剛度分析計(jì)算。

5.如權(quán)利要求1所述的一種基于徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)近似模型的發(fā)動(dòng)機(jī)罩輕量化設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述步驟3)中，中間約束扭轉(zhuǎn)剛度的計(jì)算公式為：

K＝F.L/arctan(S/L)，單位為N.m/°；其中，F(xiàn)為施加的力，L為發(fā)動(dòng)機(jī)罩兩個(gè)緩沖塊之間的距離，S為載荷作用下的位移。

6.如權(quán)利要求1所述的一種基于徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)近似模型的發(fā)動(dòng)機(jī)罩輕量化設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述步驟5)中建立的基于徑向基RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的近似模型，采用R-squared方法進(jìn)行誤差分析，保證通過(guò)學(xué)習(xí)訓(xùn)練，近似模型的誤差分析值大于0.9。

7.如權(quán)利要求1所述的一種基于徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)近似模型的發(fā)動(dòng)機(jī)罩輕量化設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述步驟5)中采用模擬退火全局優(yōu)化算法進(jìn)行全局尋優(yōu)。

8.如權(quán)利要求7所述的一種基于徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)近似模型的發(fā)動(dòng)機(jī)罩輕量化設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述模擬退火全局優(yōu)化算法的優(yōu)化數(shù)學(xué)模型為：

X＝{x1,x2,…xn}T

gi(x)≥0 i＝1,2,…n

Minf(x)

其中，X＝{x1,x2,…xn}T為優(yōu)化變量，即發(fā)動(dòng)機(jī)罩鈑金件料厚，gi(x)≥0為約束不等式，即發(fā)罩一階模態(tài)值、側(cè)向剛度、中間約束扭轉(zhuǎn)剛度、邊約束扭轉(zhuǎn)剛度大于等于目標(biāo)值，f(x)為目標(biāo)函數(shù)，即發(fā)動(dòng)機(jī)罩總成質(zhì)量。

9.如權(quán)利要求1所述的一種基于徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)近似模型的發(fā)動(dòng)機(jī)罩輕量化設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述發(fā)動(dòng)機(jī)罩性能仿真驗(yàn)證及優(yōu)化，包括：

6)建立發(fā)動(dòng)機(jī)罩全內(nèi)飾精細(xì)化模型，包括密封條、鎖、緩沖塊，按照實(shí)際關(guān)系進(jìn)行連接；

7)完成發(fā)動(dòng)機(jī)罩關(guān)閉瞬態(tài)強(qiáng)度分析，采用顯示非線性進(jìn)行計(jì)算，如強(qiáng)度不合格，局部結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，重新進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)罩關(guān)閉瞬態(tài)強(qiáng)度分析，直到合格；

8)依據(jù)發(fā)動(dòng)機(jī)罩關(guān)閉瞬態(tài)強(qiáng)度分析結(jié)果，完成發(fā)動(dòng)機(jī)罩許用次數(shù)下的疲勞耐久分析，如不合格，需進(jìn)行優(yōu)化，如合格，分析流程結(jié)束。