CN109416707B - 车身的接合位置的最优化分析方法及装置 - Google Patents

车身的接合位置的最优化分析方法及装置 Download PDF

Info

Publication number
CN109416707B
CN109416707B CN201780040044.9A CN201780040044A CN109416707B CN 109416707 B CN109416707 B CN 109416707B CN 201780040044 A CN201780040044 A CN 201780040044A CN 109416707 B CN109416707 B CN 109416707B
Authority
CN
China
Prior art keywords
optimization analysis
joint
vehicle body
mass
unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201780040044.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN109416707A (zh
Inventor
齐藤孝信
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
JFE Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by JFE Steel Corp filed Critical JFE Steel Corp
Publication of CN109416707A publication Critical patent/CN109416707A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN109416707B publication Critical patent/CN109416707B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62DMOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D65/00Designing, manufacturing, e.g. assembling, facilitating disassembly, or structurally modifying motor vehicles or trailers, not otherwise provided for
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F30/00Computer-aided design [CAD]
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Evolutionary Computation (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Automobile Manufacture Line, Endless Track Vehicle, Trailer (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)

Abstract

本发明涉及一种车身的接合位置的最优化分析方法,其是使用具有将部件彼此接合的接合点(25)、以及对配件或者盖体进行固定或者连结的固定连结部(23)的车身骨架模型(21),来求取向上述部件彼此间的接合部位追加的追加接合点(33)的方法,其包括:最优化分析模型生成步骤(S1),在预先设定于车身骨架模型(21)上的接合点(25)彼此之间生成接合候补(31),并设定与上述配件或者盖体相当的质量;最优化分析条件设定步骤(S3),设定最优化分析条件;以及最优化分析步骤(S5),考虑作用于上述配件或者盖体的惯性力,从接合候补(31)中选择满足上述最优化分析条件的追加接合点(33)。

Description

车身的接合位置的最优化分析方法及装置
技术领域
本发明涉及一种汽车的车身(automotive body)的接合位置(joint location)的最优化分析(optimization analysis)方法及最优化分析装置,特别是涉及一种预先考虑汽车的行驶状态(driving condition)来求取在车身上追加的接合点(joining point)或者接合部(joint area)的最优位置的车身的接合位置的最优化分析方法及最优化分析装置。
背景技术
近年,在汽车工业中由环境问题引起的车身的轻量化(weight reduction ofautomotive body)正在推进中,对于车身的设计,计算机辅助工程(computer aidedengineering)(以下称为“CAE”)分析正成为不可或缺的技术。在该CAE分析中,可实施刚性分析(stiffness analysis)、耐撞分析(crashworthiness analysis)以及振动分析(vibration analysis)等,对车身性能(performance of automotive body)的提高大有帮助。此外,在CAE分析中,不仅仅是评价车身性能,通过使用数理最优化(mathematicaloptimization)、板厚最优化(thickness optimization)、形状最优化(shapeoptimization)、以及拓扑最优化(topology optimization)等最优化分析方法,能够进行可实现车身的轻量化或者提高刚性(stiffness)或耐撞性(crashworthiness)等的车身的设计辅助。
例如,在专利文献1中,公开了通过拓扑最优化将复杂结构的部件最优化的技术。
专利文献1:日本特开2010-250818号公报
发明内容
此外,如车身这样的结构,是通过利用焊接(welding)等将多个部件接合而形成的,已知若在接合的部位增加接合量(例如,追加点焊接点)则作为结构整体的刚性会提高。然而,从成本的观点来看,尽可能减少接合量才是理想的。
因此,作为用于求取为了提高车身的刚性而追加部件彼此间的接合的位置的方法,存在根据经验或直觉等进行设定的方法、以及通过应力(stress)分析,向应力大的部位(part)进行追加的方法。然而,在根据经验或直觉对焊接位置的追加位置进行设定的方法中,并非为了提高刚性而寻找必要的位置来设定焊接位置,因此会向非必需的位置追加焊接,从成本的方面来看不得不说效率很差。此外,在通过应力分析来向应力大的部位追加的方法中,虽然与追加前相比能够观察到变化,但只有追加作为焊接位置的部位附近的特性有所提高,其他部位的特性反而相对地降低了,作为车身整体进行评价时,追加的焊接位置并不能说一定是最优的。
此外,由于追加了焊接位置,若相邻的焊接位置彼此过于接近,则在焊接时,可能会有电流流过在先焊接的位置(分流(split flow)),而在想要追加焊接的位置没有足够的电流流过,结果导致焊接不完全的情况。
因此,为了提高车身的刚性等性能,尽管可以考虑应用专利文献1中公开的最优化技术,但该技术并未公开对于形成如车身这样的结构的焊接位置的最优化来说如何应用最优化技术。
进而,在考虑汽车车辆(automotive vehicle)在实际行驶(drive)中的状态的情况下,例如在由于变换车道(lane change)等车身行为(behavior on automotive body)发生变化时,作用于偏离车辆的中心位置配设的配件(fittings)或者盖体(lid component)的惯性力(inertia force)会对车身骨架(structure of automotive body)的变形(deformation)带来很大的影响。这是因为:即使是配件或者盖体,也存在由多个部件组合而成的组合部件(组件(assembly),ASSY)的质量为10kg以上的情况,其对于质量为100kg~300kg左右的车身骨架来说不可忽视。因此,在评价以及提高车身骨架的性能时,理想的是考虑在实际行驶时作用于配件或者盖体的惯性力。另外,本申请发明中,配件为发动机(engine)、变速器(transmission)、座椅(sheet)等的总称,盖体为车门(door)、后备箱盖(trunk)、发动机盖(hood)等的总称。
然而,一般来说,在车身骨架的设计初期阶段车辆的外观或设计尚未决定,受到车辆的外观或设计很大影响的盖体或配件在设计后期阶段才最终决定的情况较多。
因此,在决定配件或盖体的形状等之前的阶段,难以考虑在实际行驶状态下作用于配件或盖体的惯性力来评价车身骨架的性能。而且,即使在设计后期阶段配件或盖体的形状等已经决定,在新车开发中,也没有充裕的时间将配设有配件或盖体的车辆(整体(full body))作为对象进行CAE分析来评价车身骨架的性能,再返回对车身骨架的设计或接合位置进行修正追加。因此,目前为止,一直不得不仅将车身骨架作为对象,通过CAE分析进行车身骨架的性能评价及设计。
本发明是为了解决上述那样的问题而完成的,其目的在于:提供一种车身的接合位置的最优化分析方法及最优化分析装置,其在多个部件被作为部件组接合起来的汽车的车身骨架模型中,即使是在配件或者盖体被决定之前,也能够考虑在汽车行驶时作用于上述配件或者盖体的惯性力,来求取向作为上述部件组而接合的部位追加的追加接合点或者追加接合部的最优位置。
为了解决上述问题,达成目的,本发明涉及一种车身的接合位置的最优化分析方法,其使用具有由平面单元(shell elements)和/或立体单元(solid elements)构成的多个部件(parts)、且具有将该多个部件作为部件组(parts set)接合的接合点或者接合部、以及对配件或者盖体进行固定或者连结(link)的固定连结部的汽车的车身骨架模型,由计算机通过以下各步骤,来进行用于上述部件组的接合的点接合或者连续接合的最优化分析,其包括:最优化分析模型生成步骤,计算机在上述车身骨架模型上,设定向上述部件组追加用于接合的追加接合点或者追加接合部的接合候补、以及与配件或者盖体相当的质量,生成作为最优化分析的分析对象的最优化分析模型;最优化分析条件设定步骤,根据操作者的指示,计算机对上述最优化分析模型设定最优化分析条件;以及最优化分析步骤,计算机对于上述最优化分析模型,考虑作用在上述汽车行驶时的惯性力来进行最优化分析,从上述接合候补中选择满足上述最优化分析条件的追加接合点或者追加接合部,其中,在上述最优化分析模型生成步骤中,上述质量被设定于对上述配件或者盖体进行固定或者连结的区域内的规定位置,并且,上述接合候补在预先设定于上述车身骨架模型的各部件组的接合点或者接合部彼此之间按照规定的间隔设定。
此外,本发明涉及的车身的接合位置的最优化分析方法,是在上述发明中,使上述最优化分析模型生成步骤中的规定位置,位于连接上述固定连结部的直线上或者曲线上。
此外,本发明涉及的车身的接合位置的最优化分析方法,是在上述发明中,在上述配件或者盖体为可转动的可转动部件的情况下,将上述规定位置设定于除上述配件或者盖体可转动时的转动中心轴上以外的位置。
此外,本发明涉及的车身的接合位置的最优化分析方法,是在上述发明中,使上述最优化分析模型生成步骤中的规定位置,位于由连接上述固定连结部的直线或者曲线围成的平面上或者曲面上,并且不在上述直线或者曲线的线上。
此外,本发明涉及的车身的接合位置的最优化分析方法,是在上述发明中,上述最优化分析模型生成步骤中,使用质量单元(mass element)、以及连接该质量单元与上述固定连结部的刚体单元(rigid-body element),来对与上述配件或者盖体的质量相当的质量进行设定。
此外,本发明涉及的车身的接合位置的最优化分析方法,是在上述发明中,上述最优化分析模型生成步骤中,使用质量单元和梁单元(beam elements)来进行设定,该质量单元和梁单元所具有的质量之和与被上述固定连结部固定或者连结的配件或者盖体的质量相当。
此外,本发明涉及的车身的接合位置的最优化分析方法,是在上述发明中,上述最优化分析模型生成步骤中,使用具有与上述配件或者盖体的质量相当的质量的梁单元来进行设定。
此外,本发明涉及一种车身的接合位置的最优化分析装置,其使用具有由平面单元和/或立体单元构成的多个部件、且具有将该多个部件作为部件组进行接合的接合点或者接合部、以及对配件或者盖体进行固定或者连结的固定连结部的汽车的车身骨架模型,来进行用于上述部件组的接合的点接合或者连续接合的最优化,其包括:最优化分析模型生成部,其在上述车身骨架模型上,设定向上述部件组追加用于接合的追加接合点或者追加接合部的接合候补、以及与配件或者盖体相当的质量,生成作为最优化分析的分析对象的最优化分析模型;最优化分析条件设定部,其对上述最优化分析模型设定最优化分析条件;以及最优化分析部,其对于上述最优化分析模型,考虑作用在上述汽车行驶时的惯性力来进行最优化分析,从上述接合候补中选择满足上述最优化分析条件的追加接合点或者追加接合部,其中,通过上述最优化分析模型生成部,上述质量被设定于对上述配件或者盖体进行固定或者连结的区域内的规定位置,并且,上述接合候补在预先设定于上述车身骨架模型的各部件组的接合点或者接合部彼此之间按照规定的间隔设定。
此外,本发明涉及的车身的接合位置的最优化分析装置,是在上述发明中,使由上述最优化分析模型生成部设定的上述质量的规定位置,位于连接上述固定连结部的直线上或者曲线上。
此外,本发明涉及的车身的接合位置的最优化分析装置,是在上述发明中,在上述配件或者盖体为可转动的可转动部件的情况下,将上述规定位置设定于除上述配件或者盖体可转动时的转动中心轴上以外的位置。
此外,本发明涉及的车身的接合位置的最优化分析装置,是在上述发明中,使由上述最优化分析模型生成部设定的上述质量的规定位置,位于由连接上述固定连结部的直线或者曲线围成的平面上或者曲面上,并且不在上述直线或者曲线的线上。
此外,本发明涉及的车身的接合位置的最优化分析装置,是在上述发明中,上述最优化分析模型生成部使用质量单元、以及连接该质量单元与上述固定连结部的刚体单元,来对与上述配件或者盖体的质量相当的质量进行设定。
此外,本发明涉及的车身的接合位置的最优化分析装置,是在上述发明中,上述最优化分析模型生成部使用质量单元和梁单元来进行设定,该质量单元和梁单元所具有的质量之和与被上述固定连结部固定或者连结的配件或者盖体的质量相当。
此外,本发明涉及的车身的接合位置的最优化分析装置,是在上述发明中,上述最优化分析模型生成部使用具有与上述配件或者盖体的质量相当的质量的梁单元来进行设定。
在本发明中,其使用具有由平面单元和/或立体单元构成的多个部件、且具有将该多个部件作为部件组进行接合的追加接合点或者追加接合部、以及对配件或者盖体进行固定或者连结的固定连结部的汽车的车身骨架模型,由计算机通过以下各步骤,来进行用于上述部件组的接合的点接合或者连续接合的最优化分析,其包括:最优化分析模型生成步骤,计算机在上述车身骨架模型上,设定上述部件组中的追加接合点或者追加接合部的接合候补、以及与配件或者盖体相当的质量,生成作为最优化分析的分析对象的最优化分析模型;最优化分析条件设定步骤,根据操作者的指示,计算机对上述最优化分析模型设定最优化分析条件;以及最优化分析步骤,计算机对于上述最优化分析模型,考虑作用在上述汽车行驶时的惯性力来进行最优化分析,从上述接合候补中选择满足上述最优化分析条件的追加接合点或者追加接合部,其中,在上述最优化分析模型生成步骤中,上述质量被设定于通过上述车身骨架模型的固定连结部对上述配件或者盖体进行固定或者连结的区域内的规定位置,并且,上述接合候补在预先设定于上述车身骨架模型的各部件组的接合点或者接合部彼此之间按照规定的间隔设定,由此,即使是在配件或者盖体被决定之前,也能够考虑在行驶时作用于该配件或者盖体的惯性力来进行最优化分析,能够高效地求取为了提高汽车的刚性而向上述部件组追加的追加接合点或者追加接合部的最优位置。
附图说明
图1为本发明的实施方式涉及的车身的接合位置的最优化分析装置的框图。
图2为说明在本实施方式中使用的车身骨架模型、以及预先设定于车身骨架模型的接合点的说明图,(a)为立体图,(b)为侧视图。
图3为说明在本实施方式中使用的车身骨架模型、以及设定于车身骨架模型的固定连结部的说明图。
图4为表示在本实施方式涉及的最优化分析模型生成步骤中,在车身骨架模型上生成接合候补的最优化分析模型的一个示例的图。
图5为表示在本实施方式涉及的最优化分析模型生成步骤中,在车身骨架模型上设定质量单元的最优化分析模型的一个示例的图。
图6为表示在本实施方式涉及的最优化分析模型生成步骤中生成的最优化分析模型的一个示例的图。
图7为表示本实施方式涉及的车身的接合位置的最优化分析方法的处理流程的流程图。
图8为说明本实施方式涉及的最优化分析模型生成步骤中接合候补的生成、以及最优化分析步骤中接合候补的选择的说明图,(a)为接合点,(b)为接合候补的生成,(c)为追加接合点的选择。
图9为说明在本实施方式涉及的最优化分析模型生成步骤中设定质量单元的规定位置的说明图。
图10为表示在本实施方式涉及的最优化分析模型生成步骤中,在车身骨架模型上设定质量单元的最优化分析模型的另一个示例的图。
图11为说明在本实施方式涉及的最优化分析模型生成步骤中质量单元的设定方法的说明图。
图12为说明在实施例中作为比较例的最优化分析模型的说明图,(a)为没有设定质量(比较例1),(b)为具有旋转门构成部件(比较例2)。
图13为说明在实施例中车身的静态扭转下的载荷与约束(load and constraint)条件的说明图,(a)为前方侧施加载荷+后方侧约束,(b)为前方侧约束+后方侧施加载荷。
图14为表示在实施例中,通过在静态扭转(static torsion)载荷条件下的最优化分析选择出的追加接合点的分析结果的图。
图15为表示在实施例中,通过在静态扭转载荷条件下的最优化分析选择出的追加接合点个数与车身的刚性提高率之间的关系的图表。
图16为说明在实施例中设想汽车的行驶状态的载荷条件的说明图。
图17为表示在实施例中,通过在设想变换车道的载荷条件下的最优化分析选择出的追加接合点的分析结果的图之一。
图18为表示在实施例中,通过在设想变换车道的载荷条件下的最优化分析选择出的追加接合点的分析结果的图之二。
图19为表示在实施例中,通过在设想变换车道的载荷条件下的最优化分析选择出的追加接合点个数与车身的刚性提高率之间的关系的图表。
图20为表示在实施例中,通过在设想变换车道的载荷条件下的最优化分析得到的车身的应变(strain)能量分布的分析结果的图之一。
图21为表示在实施例中,通过在设想变换车道的载荷条件下的最优化分析得到的车身的应变能量分布的分析结果的图之二。
图22为说明在实施例中,在汽车行驶状态下载荷作用于车身的前方侧的载荷条件的说明图。
图23为表示在实施例中,通过在汽车行驶状态下载荷作用于车身的前方侧的载荷条件下的最优化分析选择出的追加接合点的分析结果的图之一。
图24为表示在实施例中,通过在汽车的行驶状态下载荷作用于车身的前方侧的载荷条件下的最优化分析选择出的追加接合点的分析结果的图之二。
具体实施方式
以下,参照图1~图10,对本发明的实施方式涉及的车身的接合位置的最优化分析方法及最优化分析装置进行说明。另外,在对车身的接合位置的最优化分析方法及最优化分析装置进行说明之前,先对在本发明中作为对象的车身骨架模型进行说明。
车身骨架模型
图2为说明在本实施方式中使用的车身骨架模型21、以及预先设定于车身骨架模型21的接合点25的说明图,(a)为立体图,(b)为侧视图。图3为说明在本实施方式中使用的车身骨架模型21、以及设定于车身骨架模型21的固定连结部23的说明图。如图2及图3所示,在本发明中使用的车身骨架模型21由底盘(chassis)部件等多个部件构成。使用平面单元和/或立体单元,将车身骨架模型21的各部件模型化。
在车身骨架模型21中,设有接合点或者接合部,该接合点或者接合部设置于将各部件作为部件组进行接合的部位,例如,在部件彼此通过点焊接被接合而成的车身骨架模型21中,如图2所示,以部件组为单位在接合部位预先设定有接合点25。
进而,如图3所示,车身骨架模型21具有对配件或者盖体进行固定或者连结的固定连结部23。作为固定连结部23,如在图3中所示的一个示例那样,有对旋转门(revolvingdoor)进行固定或者连结的铰链(hinge)23a及铰链23b、以及锁扣(striker)23c,但固定连结部23并不限定于这些。例如,固定连结部23包括:对固定发动机的发动机架(enginemount)等配件进行固定的部件,以及对旋转门以外的滑动门(slide door)或发动机盖(bonnet)等盖体进行固定或者连结的部件。
构成车身骨架模型21的各部件的单元信息等、以及关于各部件组中的接合点25(参见图2)、对配件或者盖体进行固定或者连结的固定连结部23(参见图3)的信息,保存于车身骨架模型文件20(参见图1)中。
最优化分析装置
图1为本发明的实施方式涉及的车身的接合位置的最优化分析装置1的框图。以下,对本实施方式涉及的车身的接合位置的最优化分析装置1(以下简称为“最优化分析装置1”)的构成,主要基于如图1所示的框图进行说明。
本实施方式涉及的最优化分析装置1,是对追加接合点或者追加接合部进行最优化的装置,由PC(个人计算机)等构成,具有显示装置(display device)3、输入装置(inputdevice)5、存储装置(memory storage)7、工作用数据存储器(working data memory)9以及运算处理部(arithmetic processing unit)10,上述追加接合点或者追加接合部追加于将构成车身骨架模型21(参见图2及图3)的多个部件作为部件组进行接合的部位。
并且,显示装置3、输入装置5、存储装置7以及工作用数据存储器9与运算处理部10连接,根据来自运算处理部10的指令分别执行各自的功能。
显示装置
显示装置3用于分析结果的显示等,由液晶显示器(LCD monitor)等构成。
输入装置
输入装置5用于车身骨架模型文件20的显示指示及操作者的条件输入等,由键盘或鼠标等构成。
存储装置
存储装置7用于车身骨架模型文件20等各种文件的存储等,由硬盘等构成。
工作用数据存储器
工作用数据存储器9用于在运算处理部10使用的数据的临时保存及运算,由RAM(Random Access Memory,随机存取存储器)等构成。
运算处理部
如图1所示,运算处理部10具有最优化分析模型生成部11、最优化分析条件设定部13以及最优化分析部15,由PC等的CPU(中央运算处理装置(central processing unit))构成。上述各个部分通过由CPU执行规定的程序来发挥功能。以下对运算处理部10内的各部分的功能进行说明。
最优化分析模型生成部
最优化分析模型生成部11,生成向将车身骨架模型21的部件作为部件组进行接合的部位追加的追加接合点或者追加接合部的接合候补,对车身骨架模型21设定相当于配件或者盖体的质量,并且生成作为最优化分析的分析对象的最优化分析模型。
图4中示出在车身骨架模型21上生成接合候补31的一个示例。接合候补31,在车身骨架模型21的各部件组中预先设定的接合点25(参见图1)彼此之间,按照规定的间隔(10mm间隔)密集地生成。另外,在图4中,没有显示预先设定于车身骨架模型21的接合点25(参见图2)。
在图5中示出在车身骨架模型21上设定与配件或者盖体相当的质量的一个示例。在图5中,设定有具有与作为盖体的旋转门相当的质量的质量单元41,由于质量单元41设定于对旋转门进行固定或者连结的区域内的规定位置,因此质量单元41位于连接铰链23a与锁扣23c的直线上,质量单元41与铰链23a之间,以及质量单元41与锁扣23c之间通过刚体单元45连接。
在图6中示出在车身骨架模型21上生成了接合候补31(参见图4),并且在车身骨架模型21设定了质量单元41(参见图5)的最优化分析模型51的一个示例。
最优化分析条件设定部
最优化分析条件设定部13对接合候补31设定最优化分析条件,其设定目的条件和约束条件2种最优化分析条件。
目的条件为根据基于最优化分析模型51的最优化分析的目的而被设定的条件,例如有:使应变能量最小、或者使吸收能量最大而使产生的应力最小等。目的条件仅设定1个。
约束条件为在进行最优化分析时施加的约束,例如有:使由将各部件接合后的车身骨架模型21生成的最优化分析模型51具有规定的刚性等。约束条件可设定有多个。
最优化分析部
最优化分析部15将最优化分析模型51中的接合候补31作为对象,考虑作用在汽车行驶时的惯性力而进行最优化分析,在接合候补31中,选择满足最优化分析条件设定部13设定的最优化分析条件(目的条件、约束条件)的有效的接合候补31。
在由最优化分析部15进行的最优化分析中,可以应用拓扑最优化。在拓扑最优化中使用密度法时,中间密度较多的情况下优选进行离散化(discretization),如下述式(1)所示。
K(ρ)=ρpK……(1)
其中,
K(ρ)为:对单元的刚性矩阵(stiffness matrix)加上惩罚(penalty)而得到的刚性矩阵
K为:单元的刚性矩阵
ρ为:标准化了的密度
p为:惩罚系数
在离散化中经常使用的惩罚系数为2以上,而在本发明涉及的接合位置的最优化中,显示出作为惩罚系数优选为4以上的值。
另外,最优化分析部15可以进行拓扑最优化处理,也可以是基于其他的计算方式的最优化处理。因此,作为最优化分析部15,例如可以使用市售的使用有限单元(finiteelement)的分析软件。
接合位置的最优化分析方法
图7为表示本实施方式涉及的车身的接合位置的最优化分析方法的处理流程的流程图。以下,对本实施方式涉及的车身的接合位置的最优化分析方法(以下简称为“最优化方法”)进行说明。
本实施方式涉及的接合位置的最优化方法,其使用具有由平面单元和/或立体单元构成的多个部件、且具有将上述多个部件作为部件组进行接合的接合点25、以及对配件或者盖体进行固定或者连结的固定连结部23的汽车的车身骨架模型21(参见图2及图3),来进行用于上述部件组的接合的点接合或者连续接合的最优化,如图7所示,其包括最优化分析模型生成步骤S1、最优化分析条件设定步骤S3、以及最优化分析步骤S5。
以下对各步骤进行说明。另外,各步骤均是由计算机构成的最优化分析装置1执行的。图8为说明本实施方式涉及的最优化分析模型生成步骤S1中接合候补31的生成、以及最优化分析步骤S5中接合候补31的选择的说明图,(a)为接合点25,(b)为接合候补31的生成,(c)为追加接合点33的选择。图9为说明在本实施方式涉及的最优化分析模型生成步骤S1中设定质量单元41的规定位置的说明图。
最优化分析模型生成步骤S1
最优化分析模型生成步骤S1中,对于构成车身骨架模型21的多个部件,生成向将其作为部件组进行接合的部位追加的接合候补31(参见图4),在车身骨架模型21上设定具有与配件或者盖体相当的质量的质量单元41(参见图5),并生成最优化分析模型51(参见图6),在如图1所示的最优化分析装置1中由最优化分析模型生成部11来进行。
最优化分析模型生成步骤S1中接合候补31的生成可以按照以下的顺序来进行。
在车身骨架模型21中,如图8(a)所示,在将构成车身骨架模型21的部件27作为部件组进行接合的部位,按照规定的间隔D预先设定有接合点25。
在这种情况下,在最优化分析模型生成步骤S1中,如图8(b)所示,在接合点25彼此之间按照规定的间隔d(<D)密集地设定接合候补31。
进而,最优化分析模型生成步骤S1中的与配件或者盖体相当的质量的设定,如图5中所例示的,通过在对配件或者盖体进行固定或者连结的区域内的规定位置设定质量单元41来进行。
如图9所示,设定质量单元41的上述规定位置,位于将多个固定连结部23(铰链23a、铰链23b、以及锁扣23c)连接(铰链23a与锁扣23c、铰链23b与锁扣23c、铰链23a与铰链23b)的直线L上(参见图9(a)),或者位于沿着安装有盖体等的车身的形状将固定连结部23连接的曲线上。
配件或者盖体为可像旋转门那样转动的可转动部件时,上述旋转门可转动时的转动中心轴位于连接上述旋转门的铰链23a与铰链23b的线上。并且,上述转动中心轴位于与上述旋转门被固定或者连结于车身骨架模型21的区域的边界几乎相同的位置。
与此相对,连接上述旋转门的铰链23a与锁扣23c的线,以及连接铰链23b与锁扣23c的线,位于上述旋转门被固定或者连结于车身骨架模型21的区域的内部。
在车身骨架模型21上设定与配件或者盖体相当的质量时,在后述的最优化分析步骤S5中考虑在行驶时作用于配件或者盖体的惯性力的方面,优选的是在车身骨架模型21中,与对配件或者盖体进行固定或者连结的区域的边界相比,设定于内部。
因此,优选将设定与配件或者盖体相当的质量的规定位置设定于:在将多个固定连结部23连接的直线L上或者在上述曲线中除配件或者盖体可转动时的转动中心轴以外的位置。
进而,设定与配件或者盖体相当的质量的规定位置,并不限定于在直线L上或者上述曲线的线上,也可以是在由直线L围成的平面P上(参见图9(b)),或者是在由上述曲线围成的、沿着安装有盖体等的车身的形状的曲面上。
这里,直线L或者上述曲线为平面P或者上述曲面的边界,因此优选在上述边界的内侧设定与配件或者盖体相当的质量。因此,优选将设定与配件或者盖体相当的质量的规定位置设定为:除在直线L上或者在上述曲线的线上以外的、在平面P上或者在上述曲面上的位置。
此外,例如,在配件是由4个固定连结部23固定或者连结的情况下,优选是以2条直线彼此相交的方式将上述固定连结部23以直线连接,并在上述直线上设定与配件相当的质量单元41。在这种情况下,也可以是与车身所具有的曲率相匹配地,上述固定连结部彼此以曲线连接,并在上述曲线上设定质量单元41。
作为将质量设定于上述规定位置的具体的质量设定方法,例如有下述(1)至(3)。图10为表示在本实施方式涉及的最优化分析模型生成步骤S1中,在车身骨架模型21上设定质量单元41的最优化分析模型51的另一个示例的图。图11为说明在本实施方式涉及的最优化分析模型生成步骤S1中质量单元41的设定方法的说明图。
(1)在上述规定位置,设定具有与配件或者盖体的质量相当的质量的质量单元41,使用刚体单元45将质量单元41与固定连结部23(铰链23a或者锁扣23c)连接(参见图5及图10)。
图5为在连接固定连结部23的直线L的中心上设定一个质量单元41的示例,但如图10所示,也可以在将直线L均等分割的点上设定多个质量单元41。在设定多个质量单元41的情况下,可以以使各质量单元41的质量的总和相当于配件或者盖体的质量的方式,决定各质量单元41的质量。
(2)在上述规定位置,设定其质量与配件或者盖体的质量相当的质量单元41,将质量单元41与固定连结部23用梁单元47连接(参见图11(a))。质量单元41与梁单元47分别所具有的质量的和设定为与被固定连结部23固定或者连结的配件或者盖体的质量相当。
梁单元47的质量由作为梁单元47的截面特征被赋予的截面积、以及作为材料特征(material property)被赋予的材料密度(material density)决定。梁单元47的截面积例如通过赋予梁单元47的半径而确定。
进而,在后述的最优化分析步骤S5中,需要对梁单元47恰当地设定用来将由作用于质量单元41及梁单元47的惯性力产生的载荷传递给车身骨架所需的截面特征及材料特征。
另外,梁单元47为线状的单元,而只要能够传递作用于上述单元的轴向的拉伸载荷(tensile load)以及压缩载荷(compressive load),也可以是杆单元(rod elements)(棒单元),上述杆单元的质量与梁单元47同样地,根据作为截面特征被赋予的截面积(或者半径)以及作为材料特征被赋予的材料密度而被设定。
(3)仅使用具有与配件或者盖体的质量相当的质量的梁单元47来进行设定(参见图11(b))。梁单元47的质量根据梁单元47的作为截面特征被赋予的截面积、以及作为材料特征被赋予的材料密度决定,例如,上述截面积可通过赋予梁单元47的半径来确定。
最优化分析条件设定步骤S3
最优化分析条件设定步骤S3对接合候补31设定最优化分析条件,在最优化分析装置1中,由最优化分析条件设定部13根据操作者的指示来进行。
作为在最优化分析条件设定步骤S3中设定的最优化分析条件,有目的条件与约束条件2种。
最优化分析步骤S5
最优化分析步骤S5对于在最优化分析模型生成步骤S1中生成的分析模型,考虑作用在汽车行驶时的惯性力来进行最优化分析,从接合候补31中选择满足在最优化分析条件设定步骤S3中设定的最优化分析条件的追加接合点33或者追加接合部,在最优化分析装置1中,由最优化分析部15来进行。
例如,在如图8所示的部件27中,在最优化分析步骤S5中,对设定于部件27的接合候补31进行最优化分析,如图8(c)所示,满足最优化分析条件的接合候补31被选择作为追加接合点33,而未被选择出的接合候补31作为消除接合点35被消除。
对在最优化分析步骤S5中的最优化分析,可以应用拓扑最优化。进而,在拓扑最优化中应用密度法的情况下,优选将单元的惩罚系数设定为4以上来进行离散化。
在最优化分析中,在汽车行驶时作用于配件或者盖体的惯性力,利用惯性释放法(inertia relief method)来进行考虑。惯性释放法是指,在作为惯性力的坐标的基准的支承点处,从以物体被支承的状态(自由支承状态)进行等加速度运动中的作用于物体的力,来求取应力或应变的分析方法,使用于运动中的飞机或船只的静态分析(staticanalysis)中。
如上所述,根据本实施方式涉及的车身的接合位置的最优化分析方法及最优化分析装置,通过在具有将多个部件作为部件组进行接合的接合点、以及对配件或者盖体进行固定或者连结的固定连结部的汽车的车身骨架模型中,设定向上述部件组追加的追加接合点33或者追加接合部的接合候补31以及与配件或者盖体相当的质量,并考虑在汽车行驶时作用于配件或者盖体的惯性力,来进行从上述接合候补31中选择使上述车身骨架模型的刚性最大的追加接合点33的最优化分析,由此,即使是在配件或者盖体被决定之前,也可以求取为了提高在行驶时汽车的刚性而要追加的追加接合点33或者追加接合部的最优位置。
进而,在本发明涉及的车身的接合位置的最优化分析方法及最优化分析装置中,通过使最优化分析的对象不包含预先设定于车身骨架模型的接合点,能够防止将部件作为部件组彼此接合的接合点在最优化分析的过程中被消除而使部件彼此分离时,最优化分析停止的情况。
另外,在上述说明中,是以通过点焊接接合形成部件组的接合点作为分析对象,但本发明涉及的车身的接合位置的最优化分析方法及最优化分析装置,并不限于通过点焊接进行的接合,也可以应用于求取通过激光焊接或电弧焊接等连续接合来接合部件组时的最佳的接合位置的情况。
实施例
以下,对确认了本发明效果的实验进行说明。实验将最优化分析模型作为分析对象,进行了接合位置的最优化分析;该最优化分析模型将如图2及图3所示的车身骨架模型21作为对象,在车身骨架模型21上设定作为最优化分析的对象的接合候补31,并且在固定连结部23对作为盖体的旋转门构成部件进行固定或者连结的区域内的规定位置,设定与上述旋转门构成部件相当的质量。
在本实施例中,车身骨架模型21的质量约为300kg,设定于车身骨架模型21的上述旋转门构成部件的质量为每一片10kg。
然后,在将车身骨架模型21的上方的铰链23a与锁扣23c连接的直线上均等地配置10个质量单元41,将质量单元41与铰链23a及锁扣23c通过刚体单元45连接的最优化分析模型51作为分析对象(参见图10)。此时,以使质量单元41的质量的总和为旋转门构成部件的质量的方式,设定各质量单元41的质量(=1kg)。
进而,在预先设定于车身骨架模型21的接合点25(参见图2)彼此之间,如图8(b)所示地密集设定接合候补31,并生成如图6所示的将质量单元41十等分的最优化分析模型51。此时,接合候补31彼此的间隔为d=10mm。
这里,在车身骨架模型21中接合点25为3906个,因此作为最优化分析的对象的接合候补31为10932个。
如此,将在车身骨架模型21上设定质量单元41(参见图10)、生成了接合候补31的最优化分析模型51(参见图6)作为本实施例中的发明例。
图12为说明在实施例中作为比较例的最优化分析模型61、71的说明图,(a)为没有设定质量(比较例1),(b)为具有旋转门构成部件(比较例2)。在本实施例中,作为比较例,对不设定与旋转门构成部件相当的质量而在车身骨架模型21上仅设定接合候补31的最优化分析模型61(比较例1,参见图12(a))、以及将车身骨架模型21与接合候补31和旋转门构成部件模型73组合的最优化分析模型71(比较例2,参见图12(b)),也实施了最优化分析。
在本实施例中,作为最优化分析条件,对于目的条件,设定为车身刚性的最大化;对于约束条件,设定体积率,以使得被选择的要追加的追加接合点33(参见图8)在0~600个的范围内。
在本实施例中,首先,将静态扭转作为对象进行最优化分析,研究设定于最优化分析模型51、61、71的与旋转门构成部件相当的质量单元41对通过最优化分析选择出的追加接合点33产生的影响。
在图13中表示将最优化分析模型51作为对象的静态扭转的载荷与约束条件。图13(a)中,对车身的前方悬架(front suspension)安装位置(图13(a)中的A)的一方施加铅垂方向向上的载荷(100N),并对另一方施加铅垂方向向下的载荷(100N),而对车身的后方(rear)的副车架(sub-frame)安装位置(图13(a)中的B)进行约束。
另一方面,图13(b)中,对车身的前方悬架安装位置(图13(b)中的A)进行约束,而对车身后方的副车架安装位置(图13(b)中的B)的一方施加铅垂方向向上的载荷(100N),并对另一方施加铅垂方向向下的载荷(100N)。
静态扭转中的刚性,通过如下求出的平均扭转刚性(torsional rigidity)来进行评价。例如,在图13(a)的情况下,首先,以连接车身后方的副车架安装位置(图13(a)中的B)的直线为基准(角度0°),通过从车身前方侧直至后方侧将在对载荷点(图13(a)中的A)施加载荷时从车身前方侧观察到的车身的倾斜角度进行平均,来求取平均倾斜角度。并且,用施加给上述载荷点的载荷除以上述平均倾斜角度来求取平均扭转刚性。同样地,在图13(b)的情况下,使其从车身后方侧直至前方侧平均来求取。
图14中示出通过将静态扭转作为对象的最优化分析选择出的追加接合点33(追加接合点个数=600个)。图14(a)为发明例的分析结果。图14(b)为比较例1的分析结果。图14(c)为比较例2的分析结果。图14(d)为该最优化分析的载荷与约束条件。这里,图14中示出的分析结果,是综合了前方载荷与后方载荷而得到的,是使权重为前方载荷:后方载荷=1:1进行复合最优化的结果。
在图14中,对发明例、比较例1以及比较例2的结果进行比较,通过最优化分析选择出的追加接合点33的位置没有发现显著的差异。
图15(a)为表示在发明例、比较例1以及比较例2中,通过最优化分析选择出的追加接合点个数与车身的刚性提高率之间的关系的图表。图15(b)为表示在发明例、比较例1以及比较例2中,通过最优化分析选择出的追加接合点个数与通过最优化分析追加的追加接合点33的单点刚性提高率之间的关系的图表。另外,图15的刚性提高率是从基于前方载荷与后方载荷的刚性的平均值求取的。这里,刚性提高率,是以通过最优化分析将追加接合点33追加前的平均扭转刚性为基准,求取的平均扭转刚性的相对变化。
如图15(a)所示,在发明例、比较例1以及比较例2中,刚性都随着通过最优化分析追加的追加接合点33的个数的增加而提高。进而,如图15(b)所示,呈现出追加接合点33越少,单点刚性提高率(=焊点效率)越高的结果,显示出通过本发明涉及的最优化分析方法正确地进行了追加接合点33的选择。
然而,对如图15所示的发明例、比较例1以及比较例2的结果进行比较,在刚性提高率以及通过最优化分析追加的追加接合点33的单点刚性提高率的变化(焊点効率)这两方面,发明例、比较例1以及比较例2均没有发现差异。
接下来,考虑在汽车的行驶状态中作用于旋转门构成部件的惯性力来进行最优化分析,对于与旋转门构成部件相当的质量的设定对通过最优化分析选择出的追加接合点33的位置及车身的刚性产生的影响进行研究。图16为说明在实施例中设想汽车的行驶状态的载荷条件的说明图。
首先,设想处于行驶状态中的汽车进行变换车道的情况,如图16(a)所示,在车身前方侧的副车架安装位置设定4处载荷点(图16(a)中的C),各载荷点上作用有1000N的载荷的情况下进行追加接合点33的最优化分析。这里,在最优化分析中算出的车身的刚性,通过施加给载荷点的载荷除以各载荷点处的位移而得到的值来进行评价。
与上述的静态扭转同样地,将在车身骨架模型21上设定了与旋转门构成部件的质量相当的质量单元41的最优化分析模型51(发明例)、没有设定质量的最优化分析模型61(比较例1)、以及将车身骨架模型21与旋转门构成部件模型73组合了的最优化分析模型71(比较例2)作为分析对象。
图17及图18中示出通过最优化分析选择出的追加接合点33的结果(追加接合点=600个)。图17(a)及图18(a)为发明例的分析结果。图17(b)及图18(b)为比较例1的分析结果。图17(c)及图18(c)为比较例2的分析结果。图17(d)及图18(d)为该最优化分析中的载荷与约束条件。
在图17及图18中,对设定了质量的发明例以及比较例2、与没有设定质量的比较例1进行比较,在车身中柱(center pillar)的上部以及侧梁(sill),发现了选择出的追加接合点33的位置存在差异。另一方面,对发明例与比较例2进行比较,选择出的接合点的位置几乎没有发现差异。因此,显示出通过设定具有与旋转门构成部件相当的质量的质量单元41,能够高精度地评价在行驶时作用于旋转门构成部件的惯性力。
图19(a)为表示在发明例、比较例1以及比较例2中,通过最优化分析选择出的追加接合点个数与车身的刚性提高率之间的关系的图表。图19(b)为表示在发明例、比较例1以及比较例2中,通过最优化分析选择出的追加接合点个数与通过最优化分析选择出的追加接合点33的单点刚性提高率之间的关系的图表。与上述静态扭转同样地,刚性提高率是以进行最优化分析前的车身骨架模型21的平均扭转刚性为基准求取的平均扭转刚性的相对变化。
如图19(a)所示,在发明例、比较例1以及比较例2中,刚性都随着追加接合点33的增加而提高。进而,如图19(b)所示,呈现出追加接合点33越少,单点刚性提高率(焊点效率)越高的结果,显示出通过本发明涉及的最优化分析方法正确地进行了追加接合点33的选择。
进而,对设定了旋转门构成部件的质量的发明例以及比较例2、与没有设定质量的比较例1进行比较,呈现出发明例以及比较例2基于通过最优化分析进行的追加接合点33的追加得到了较高的刚性提高率的结果。此外,设定了质量的发明例以及比较例2的刚性提高率几乎相等。
图20及图21中表示在最优化分析中得到的车身的应变能量分布与通过最优化分析选择出的追加接合点33的分析结果。这里,图20及图21对车身前方侧的旋转门构成部件被固定以及连结的区域,改变视点来表示应变能量分布,图20(a)及图21(a)为设定了质量单元41的发明例的分析结果,图20(b)及图21(b)为没有设定质量的比较例1的分析结果。
根据图20及图21可知:与比较例1相比,在发明例中,在通过刚体单元45连接质量单元41的固定连结部23(铰链23a以及锁扣23c)附近的部位(图中的虚线区域),应变能量较高,在该部位,通过最优化分析选择出了更多的追加接合点33。
进而,作为作用在汽车行驶时的载荷的其他的形态,如图16(b)所示,将在车身的前方悬架安装位置(图16(b)中的A)的一方作用有铅垂方向向上的载荷(1000N),并且在另一方作用有铅垂方向向下的载荷(1000N)的情况作为对象,通过最优化分析求取以提高车身的刚性为目的追加的追加接合点33的位置。
图22及图23中示出通过最优化分析选择出的追加接合点33的结果(追加接合点=600个)。图22(a)及图23(a)为发明例的分析结果。图22(b)及图23(b)为比较例1的分析结果。图22(c)及图23(c)为比较例2的分析结果。图22(d)及图23(d)为该最优化分析中的载荷与约束条件。
在图22及图23中,对设定了质量的发明例以及比较例2、与没有设定质量的比较例1进行比较,在车身中柱的中央部以及后柱(rear pillar),发现了选择出的追加接合点33的位置存在差异。
另一方面,对发明例与比较例2进行比较,选择出的追加接合点33的位置几乎没有发现差异。因此,显示出通过设定具有与旋转门构成部件相当的质量的质量单元41,能够高精度地评价在行驶时作用于旋转门构成部件的惯性力。
图24(a)为表示在发明例、比较例1以及比较例2中,通过最优化分析选择出的追加接合点个数与车身的刚性提高率之间的关系的图表。图24(b)为表示在发明例、比较例1以及比较例2中,通过最优化分析选择出的追加接合点个数与刚性提高率以及通过最优化分析选择出的追加接合点33的单点刚性提高率之间的关系的图表。与上述静态扭转同样地,刚性提高率是以进行最优化分析前的车身骨架模型21的平均扭转刚性为基准求出的平均扭转刚性的相对变化。
如图24(a)所示,在发明例、比较例1以及比较例2中,刚性都随着通过最优化分析选择的追加接合点33的个数的增加而提高。进而,如图24(b)所示,呈现出追加接合点33的个数越少,单点刚性提高率(焊点效率)越高的结果,显示出通过本发明涉及的最优化分析方法正确地进行了追加接合点33的选择。
进而,对设定了质量的发明例以及比较例2、与没有设定质量的比较例1进行比较,呈现出发明例以及比较例2基于通过最优化分析选择出的追加接合点33得到了较高的刚性提高率的结果。此外,设定了质量的发明例以及比较例2的刚性提高率几乎相等,显示出在本发明涉及的最优化分析方法中,通过设定与旋转门构成部件相当的质量,能够高精度地考虑作用于上述旋转门构成部件的惯性力。
通过上述内容证实了,基于本发明涉及的车身的接合位置的最优化分析方法,在具有将多个部件作为部件组进行接合的接合点、以及对配件或者盖体进行固定或者连结的固定连结部的汽车的车身骨架模型中,设定向用于接合形成上述部件组的部位追加的接合候补31、以及与配件或者盖体相当的质量,从接合候补31中选择使上述车身骨架模型的刚性最大的追加接合点33的最优化分析中,考虑在汽车行驶时作用于配件或者盖体的惯性力来进行最优化分析,由此,即使是在配件或者盖体被决定之前,也能够高效地求取对于提高行驶时汽车的刚性来说是最佳的追加接合点33。
根据本发明,能够提供一种车身的接合位置的最优化分析方法及最优化分析装置,即使是在配件或者盖体被决定之前,也能够考虑在行驶时作用于配件或者盖体的惯性力来进行最优化分析,能够高效地求取为了提高汽车的刚性而向部件组追加的追加接合点或者追加接合部的最优位置。
符号说明
1 最优化分析装置
3 显示装置
5 输入装置
7 存储装置
9 工作用数据存储器
10 运算处理部
11 最优化分析模型生成部
13 最优化分析条件设定部
15 最优化分析部
20 车身骨架模型文件
21 车身骨架模型
23 固定连结部
23a 铰链(上方)
23b 铰链(下方)
23c 锁扣
25 接合点
27 部件
31 接合候补
33 追加接合点(最优化分析后)
35 消除接合点(最优化分析后)
41 质量单元
45 刚体单元
47 梁单元
51 最优化分析模型
61 最优化分析模型(比较例1)
71 最优化分析模型(比较例2)
73 旋转门构成部件模型

Claims (14)

1.一种车身的接合位置的最优化分析方法,其使用具有由平面单元和/或立体单元构成的多个部件、且具有将该多个部件作为部件组进行接合的接合点或者接合部、以及对配件或者盖体进行固定或者连结的固定连结部的汽车的车身骨架模型,由计算机通过以下各步骤,来进行用于所述部件组的接合的点接合或者连续接合的最优化分析,其特征在于,包括:
最优化分析模型生成步骤,计算机在所述车身骨架模型上,设定向所述部件组追加用于接合的追加接合点或者追加接合部的接合候补、以及与配件或者盖体相当的质量,生成作为最优化分析的分析对象的最优化分析模型;
最优化分析条件设定步骤,根据操作者的指示,计算机对所述最优化分析模型设定最优化分析条件;以及
最优化分析步骤,计算机利用惯性释放法,对于所述最优化分析模型,考虑作用在所述汽车行驶时的惯性力,应用拓扑最优化来进行最优化分析,从所述接合候补中选择满足所述最优化分析条件的追加接合点或者追加接合部,其中,
在所述最优化分析模型生成步骤中,所述质量被设定于对所述配件或者盖体进行固定或者连结的区域内的规定位置,并且,所述接合候补在预先设定于所述车身骨架模型的各部件组的接合点或者接合部彼此之间按照规定的间隔设定。
2.根据权利要求1所述的车身的接合位置的最优化分析方法,其特征在于:
使所述最优化分析模型生成步骤中的规定位置,位于连接所述固定连结部的直线上或者曲线上。
3.根据权利要求2所述的车身的接合位置的最优化分析方法,其特征在于:
在所述配件或者盖体为可转动的可转动部件的情况下,将所述规定位置设定于除所述配件或者盖体可转动时的转动中心轴上以外的位置。
4.根据权利要求1所述的车身的接合位置的最优化分析方法,其特征在于:
使所述最优化分析模型生成步骤中的规定位置,位于由连接所述固定连结部的直线或者曲线围成的平面上或者曲面上,并且不在所述直线或者曲线的线上。
5.根据权利要求1~4中的任一项所述的车身的接合位置的最优化分析方法,其特征在于:
所述最优化分析模型生成步骤中,使用质量单元、以及连接该质量单元与所述固定连结部的刚体单元,来对与所述配件或者盖体的质量相当的质量进行设定。
6.根据权利要求1~4中的任一项所述的车身的接合位置的最优化分析方法,其特征在于:
所述最优化分析模型生成步骤中,使用质量单元和梁单元来进行设定,该质量单元和梁单元所具有的质量之和与被所述固定连结部固定或者连结的配件或者盖体的质量相当。
7.根据权利要求1~4中的任一项所述的车身的接合位置的最优化分析方法,其特征在于:
所述最优化分析模型生成步骤中,使用具有与所述配件或者盖体的质量相当的质量的梁单元来进行设定。
8.一种车身的接合位置的最优化分析装置,其使用具有由平面单元和/或立体单元构成的多个部件、且具有将该多个部件作为部件组进行接合的接合点或者接合部、以及对配件或者盖体进行固定或者连结的固定连结部的汽车的车身骨架模型,来进行用于所述部件组的接合的点接合或者连续接合的最优化,其特征在于,包括:
最优化分析模型生成部,其在所述车身骨架模型上,设定向所述部件组追加用于接合的追加接合点或者追加接合部的接合候补、以及与配件或者盖体相当的质量,生成作为最优化分析的分析对象的最优化分析模型;
最优化分析条件设定部,其对所述最优化分析模型设定最优化分析条件;以及
最优化分析部,其利用惯性释放法,对于所述最优化分析模型,考虑作用在所述汽车行驶时的惯性力,应用拓扑最优化来进行最优化分析,从所述接合候补中选择满足所述最优化分析条件的追加接合点或者追加接合部,其中,
通过所述最优化分析模型生成部,所述质量被设定于对所述配件或者盖体进行固定或者连结的区域内的规定位置,并且,所述接合候补在预先设定于所述车身骨架模型的各部件组的接合点或者接合部彼此之间按照规定的间隔设定。
9.根据权利要求8所述的车身的接合位置的最优化分析装置,其特征在于:
使由所述最优化分析模型生成部设定的所述质量的规定位置,位于连接所述固定连结部的直线上或者曲线上。
10.根据权利要求9所述的车身的接合位置的最优化分析装置,其特征在于:
在所述配件或者盖体为可转动的可转动部件的情况下,将所述规定位置设定于除所述配件或者盖体可转动时的转动中心轴上以外的位置。
11.根据权利要求8所述的车身的接合位置的最优化分析装置,其特征在于:
使由所述最优化分析模型生成部设定的所述质量的规定位置,位于由连接所述固定连结部的直线或者曲线围成的平面上或者曲面上,并且不在所述直线或者曲线的线上。
12.根据权利要求8~11中的任一项所述的车身的接合位置的最优化分析装置,其特征在于:
所述最优化分析模型生成部使用质量单元、以及连接该质量单元与所述固定连结部的刚体单元,来对与所述配件或者盖体的质量相当的质量进行设定。
13.根据权利要求8~11中的任一项所述的车身的接合位置的最优化分析装置,其特征在于:
所述最优化分析模型生成部使用质量单元和梁单元来进行设定,该质量单元和梁单元所具有的质量之和与被所述固定连结部固定或者连结的配件或者盖体的质量相当。
14.根据权利要求8~11中的任一项所述的车身的接合位置的最优化分析装置,其特征在于:
所述最优化分析模型生成部使用具有与所述配件或者盖体的质量相当的质量的梁单元来进行设定。
CN201780040044.9A 2016-07-05 2017-04-20 车身的接合位置的最优化分析方法及装置 Active CN109416707B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016-133517 2016-07-05
JP2016133517A JP6222302B1 (ja) 2016-07-05 2016-07-05 車体の接合位置の最適化解析方法及び装置
PCT/JP2017/015899 WO2018008233A1 (ja) 2016-07-05 2017-04-20 車体の接合位置の最適化解析方法及び装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN109416707A CN109416707A (zh) 2019-03-01
CN109416707B true CN109416707B (zh) 2023-10-31

Family

ID=60205935

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201780040044.9A Active CN109416707B (zh) 2016-07-05 2017-04-20 车身的接合位置的最优化分析方法及装置

Country Status (4)

Country Link
JP (1) JP6222302B1 (zh)
KR (1) KR102043701B1 (zh)
CN (1) CN109416707B (zh)
WO (1) WO2018008233A1 (zh)

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6590009B2 (ja) * 2018-02-09 2019-10-16 Jfeスチール株式会社 車体の接着位置の最適化解析方法及び装置
CN109033606A (zh) * 2018-07-19 2018-12-18 北京长城华冠汽车技术开发有限公司 汽车前雨刮安装支架的优化设计方法和装置
JP6614301B1 (ja) * 2018-09-14 2019-12-04 Jfeスチール株式会社 車体の振動特性の適正化解析方法及び装置
CN110197501B (zh) * 2019-05-29 2021-09-28 海信集团有限公司 图像处理方法和设备
JP6769536B1 (ja) * 2019-09-30 2020-10-14 Jfeスチール株式会社 自動車のパネル部品の振動騒音低減解析方法及び解析装置
JP7115613B1 (ja) * 2021-01-27 2022-08-09 Jfeスチール株式会社 車体の接合位置の最適化解析方法、装置及びプログラム
MX2023008813A (es) * 2021-01-27 2023-08-31 Jfe Steel Corp Metodo de analisis optimizado, aparato y programa para posiciones de union de carroceria de automovil.
JP7327577B1 (ja) 2022-05-25 2023-08-16 Jfeスチール株式会社 車体の接合位置の最適化解析方法、装置及びプログラム

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8126684B2 (en) 2009-04-10 2012-02-28 Livermore Software Technology Corporation Topology optimization for designing engineering product
JP5440773B2 (ja) * 2009-09-29 2014-03-12 マツダ株式会社 車両の企画支援システム
JP5348291B2 (ja) * 2012-03-15 2013-11-20 Jfeスチール株式会社 構造体を構成する部品形状の最適化解析装置
IN2015DN01667A (zh) * 2012-09-26 2015-07-03 Jfe Steel Corp
KR101628644B1 (ko) * 2012-11-06 2016-06-08 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 구조체의 접합 위치의 최적화 해석 방법 및 장치
JP5585672B2 (ja) * 2013-02-01 2014-09-10 Jfeスチール株式会社 形状最適化解析方法及び装置
JP5585671B2 (ja) * 2013-02-01 2014-09-10 Jfeスチール株式会社 形状最適化解析方法及び装置
JP6323289B2 (ja) 2014-10-03 2018-05-16 Jfeスチール株式会社 車体フレームの接合構造および接合部品

Also Published As

Publication number Publication date
KR102043701B1 (ko) 2019-11-12
JP6222302B1 (ja) 2017-11-01
JP2018005677A (ja) 2018-01-11
WO2018008233A1 (ja) 2018-01-11
KR20190008351A (ko) 2019-01-23
CN109416707A (zh) 2019-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109416707B (zh) 车身的接合位置的最优化分析方法及装置
KR102240212B1 (ko) 차체의 접합 위치의 최적화 해석 방법 및 장치
KR101974892B1 (ko) 차체의 강성 해석 방법
KR102424466B1 (ko) 차체의 접착 위치의 최적화 해석 방법 및 최적화 해석 장치
JP2020046185A (ja) 車体の振動特性の適正化解析方法及び装置
EP4148408A1 (en) Automotive-body-adhesion-position optimization-analysis method and device
JP7287336B2 (ja) 車体の接合位置の最適化解析方法及び装置
JP6098699B1 (ja) 車両の走行解析方法
JP2019128868A (ja) 車体部品の補剛部材の形状最適化解析方法及び装置
Butkunas Analysis of vehicle structures
CN116710920A (zh) 车身的轻量化方法及装置
CN116802639A (zh) 车身零件的分割位置及一体化的确定方法及装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant