[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（公告）號(hào): CN111797471B
• 公開（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: 長春吉大專利代理有限責(zé)任公司 22201
• 代理人: 杜森垚

本發(fā)明公開了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，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；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。本發(fā)明基于徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)近似模型對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)罩進(jìn)行多目標(biāo)輕量化優(yōu)化分析，以獲得最佳的輕量化方案，后續(xù)通過精細(xì)化模型進(jìn)行性能仿真驗(yàn)證及優(yōu)化，在保證優(yōu)化效率的同時(shí)也保證了性能仿真的精度，并達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)罩鈑金件厚度的最優(yōu)化組合。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種發(fā)動(dòng)機(jī)罩輕量化設(shè)計(jì)方法，具體涉及一種基于徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)RBF近似模型的發(fā)動(dòng)機(jī)罩輕量化設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

隨著環(huán)境污染日益嚴(yán)重，對(duì)車輛的排放法規(guī)越來越嚴(yán)格，這就要求車輛向節(jié)能與新能源汽車方向發(fā)展，無論是傳統(tǒng)燃油車還是新能源汽車，輕量化是解決這一問題的重要途徑之一。而借助于計(jì)算機(jī)模擬仿真技術(shù)可以有效的提升產(chǎn)品開發(fā)效率，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，達(dá)到輕量化設(shè)計(jì)的目的。

對(duì)于汽車車身來說，大多數(shù)零部件采用鈑金件結(jié)構(gòu)，并且由于空間布置及功能等的限制，通過結(jié)構(gòu)優(yōu)化實(shí)現(xiàn)輕量化降重的效果有限，而對(duì)于鈑金件本身料厚的優(yōu)化對(duì)車身輕量化來說是非常有意義的，鈑金件的料厚一般都可以在一個(gè)較寬的范圍內(nèi)變化，對(duì)于多個(gè)零件的總成來說，要計(jì)算多種料厚組合的性能可能要進(jìn)行成千上萬次計(jì)算，計(jì)算時(shí)間長，成本高。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提出了一種基于徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)RBF近似模型的發(fā)動(dòng)機(jī)罩輕量化設(shè)計(jì)方法，該方法通過徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)RBF近似模型，使發(fā)動(dòng)機(jī)罩在保證性能的同時(shí)達(dá)到最輕量化設(shè)計(jì)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)罩輕量化方案進(jìn)行剛度、強(qiáng)度及開關(guān)耐久性能評(píng)價(jià)，以實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)罩的最優(yōu)設(shè)計(jì)。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)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，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；

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。

進(jìn)一步地，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。

進(jìn)一步地，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。

更進(jìn)一步地，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。

進(jìn)一步地，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。