[發明專利]一種制動盤防塵罩的優化設計方法和系統

在審

• 申請號: 202210362632.7
• 申請日: 2022-04-07
• 公開（公告）號: CN114781209A
• 公開（公告）日: 2022-07-22
• 發明（設計）人: 喬彥;石朝亮;諶勝;王鏤;宮帥
• 申請（專利權）人: 東風汽車集團股份有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F30/17;G06F111/06;G06F111/04;G06F111/02
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 李滿;邱霖

1.一種制動盤防塵罩的優化設計方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、根據制動盤防塵罩的幾何模型構建制動盤防塵罩的初始有限元模型；

S2、對初始有限元模型進行形貌優化分析和拓撲優化分析，得到形貌和材料分布均為最優的制動盤防塵罩的優化有限元模型；其中形貌優化分析用于得到最優形貌的制動盤防塵罩的有限元模型，拓撲優化分析用于得到最優材料分布的制動盤防塵罩的有限元模型；

S3、通過優化迭代算法對進行了拓撲優化分析和形貌優化分析后的優化有限元模型進行優化迭代，得到制動盤防塵罩的最優的結構模型。

2.如權利要求1所述的制動盤防塵罩的優化設計方法，其特征在于，所述步驟S2中，所述形貌優化分析以制動盤防塵罩的模態性能為優化目標；

所述拓撲優化分析以制動盤防塵罩的模態性能和剛度性能為優化目標，以使設計區域的質量減少為原設計區域質量的1/3為優化約束。

3.如權利要求1所述的制動盤防塵罩的優化設計方法，其特征在于，所述步驟S3中，所述制動盤防塵罩的最優的結構模型判斷方法包括：制動盤防塵罩的模態和剛度均大于各自設定的目標值時振動耐久損傷值最小。

4.如權利要求1或3所述的制動盤防塵罩的優化設計方法，其特征在于，所述步驟S3中優化迭代算法中，優化變量包括：制動盤防塵罩翻邊的高度、制動盤防塵罩初始定義孔的寬度、制動盤防塵罩凸臺高度和制動盤防塵罩鈑金厚度；優化約束包括：制動盤防塵罩模態和剛度分別大于各自設定的目標值；優化目標包括：振動耐久損傷值最小。

5.如權利要求4所述的制動盤防塵罩的優化設計方法，其特征在于，所述防塵罩翻邊的高度的變化范圍為Y方向上[-5mmm,5mm]；所述防塵罩初始定義孔的寬度的變化范圍為[-2.5mmm,5mm]；所述防塵罩凸臺高度的變化范圍為Y方向上[-2.5mmm,5mm]；防塵罩鈑金厚度的變化范圍為[0.6mmm,1.2mm]，所述Y方向為垂直于防塵罩安裝面的方向。

6.基于權利要求1所述的制動盤防塵罩的優化設計方法的系統，其特征在于，包括有限元模型構建模塊、形貌優化分析模塊、拓撲優化分析模塊和優化迭代模塊；

所述有限元模型構建模塊用于根據制動盤防塵罩的幾何模型構建制動盤防塵罩的初始有限元模型；

所述形貌優化分析模塊用于對有限元模型構建模塊構建的初始有限元模型或者經過拓撲優化分析模塊進行拓撲優化后的優化有限元模型進行形貌優化分析，得到最優形貌的制動盤防塵罩的優化有限元模型；

所述拓撲優化分析模塊用于對有限元模型構建模塊構建的初始有限元模型或者經過形貌優化分析模塊進行形貌優化后的優化有限元模型進行拓撲優化分析，得到最優材料分布的制動盤防塵罩的優化有限元模型；

所述優化迭代模塊用于通過優化迭代算法對進行了拓撲優化分析和形貌優化分析后的優化有限元模型進行優化迭代，得到制動盤防塵罩的最優的結構模型。

7.如權利要求6所述的制動盤防塵罩的優化設計方法的系統，其特征在于，所述形貌優化分析模塊的形貌優化分析中，以制動盤防塵罩的模態性能為優化目標。

8.如權利要求6所述的制動盤防塵罩的優化設計方法的系統，其特征在于，所述拓撲優化分析模塊中的拓撲分析以制動盤防塵罩的模態性能和剛度性能為優化目標；以使設計區域的質量減少為原設計區域質量的1/3為優化約束。

9.如權利要求6所述的制動盤防塵罩的優化設計方法的系統，其特征在于，所述優化迭代模塊中的優化迭代算法中的優化變量包括制動盤防塵罩翻邊的高度、制動盤防塵罩初始定義孔的寬度、制動盤防塵罩凸臺高度和制動盤防塵罩鈑金厚度；優化約束包括：制動盤防塵罩模態和剛度分別大于各自設定的目標值；優化目標包括：振動耐久損傷值最小。

10.如權利要求9所述的制動盤防塵罩的優化設計方法的系統，其特征在于，所述防塵罩翻邊的高度的變化范圍為Y方向上[-5mmm,5mm]；所述防塵罩初始定義孔的寬度的變化范圍為[-2.5mmm,5mm]；所述防塵罩凸臺高度的變化范圍為Y方向上[-2.5mmm,5mm]；防塵罩鈑金厚度的變化范圍為[0.6mmm,1.2mm]，所述Y方向為垂直于防塵罩安裝面的方向。