CN109977460B - 一种基于车身断面参数化的多目标优化设计方法 - Google Patents

一种基于车身断面参数化的多目标优化设计方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于车身断面参数化的多目标优化设计方法，包含车身断面参数化建模及车身断面多目标优化。依据车身断面输入，建立车身参数化模型主断面的搭接接头，依据造型CAS数据，建立参数化车身的外部特征模型，借助于上一代车身有限元模型或竞品车车身数据，建立详细的参数化车身模型，对车身主要断面进行变量录制,完成车身参数化建模；依据参数化模型，完成DOE试验矩阵的有限元网格划分，对试验矩阵有限元模型逐一求解，获得车身质量、模态、扭转刚度、弯曲刚度性能，建立响应面近似模型，依据近似模型，在保证重量不增加的前提下，对车身主要断面尺寸进行最优化求解，以获得最优的车身刚度性能。

Description

一种基于车身断面参数化的多目标优化设计方法
技术领域
本发明涉及一种优化设计方法，具体涉及一种乘用车车身断面尺寸的优化设计方法。
背景技术
传统的车身开发流程一般为：造型设计师确定车身CAS造型，车身设计工程师设计断面、车身结构，CAE性能分析工程师对结构进行性能分析评估，对于不合理结构，车身设计工程师对结构进行改进，再次进行CAE分析验证，如此多轮分析改进，最终对通过方案进行实车试制，进行道路及台架试验验证。整个流程为串行工作，需要很长的周期。
近年来，随着乘用车开发周期的缩短，对车身开发提出严峻挑战，在保证车身产品质量的前提下，需要各专业提前介入，利用先进的技术手段，在项目早期对性能进行评估显得尤为重要。乘用车车身架构的合理性对提高车身轻量化水平和降低整车能耗以及NVH等性能至关重要，所以，在车身开发早期对车身架构进行合理化设计，对车身的主断面进行优化设计，对于缩短车身开发周期、提升开发效率有极大的帮助。
而要想在车身开发早期对车身主断面进行优化设计，对于传统的CAE方法来说，只能对断面本身进行性能评估，断面尺寸的变化对于车身整体性能的影响无法做出准确判断。
发明内容
本发明的目的在于解决上述传统方法的缺陷，提供一种基于车身断面参数化的多目标优化设计方法，该方法可以有效的实现车身开发早期断面的优化设计，缩短车身开发周期，提升开发效率。
为达到上述目的，本发明提供一种基于车身断面参数化的多目标优化设计方法，包括车身断面参数化建模以及车身断面的多目标优化设计。
所述车身断面参数化建模包括以下步骤：
车身设计部门车身主断面数据输入，依据断面数据进行车身接头参数化模型的建模；
获得造型、CAS数据输入，依据造型及CAS数据，建立车身外表面参数化模型。
确定竞品车型或上一代车型的有限元网格，依据竞品车型或上一代车型的有限元网格，建立详细车身结构的参数化车身模型；
对参数化车身模型进行变量的录制，使车身断面在预定范围内可以实现尺寸的自由变化。
所述车身断面多目标优化设计包括以下步骤：
利用优化拉丁方方法进行试验矩阵设计，按照试验矩阵，利用参数化模型进行车身模型变化，并生成车身有限元网格；
对依据试验矩阵生成的车身有限元网格进行模态、扭转、弯曲刚度性能计算分析；
提取试验矩阵有限元模型对应的模态、重量、扭转刚度、弯曲刚度性能值，按照变量生成相应的样本数据统计表；
依据生成的样本数据统计表，建立车身近似模型；
以车身重量作为约束条件，车身主断面作为设计变量，车身扭转刚度与弯曲刚度作为优化目标，利用多岛遗传优化算法对车身断面尺寸进行多目标优化求解；
获得多目标最优解，将最优解设计变量值在参数化模型中体现，生成最优解对应的有限元模型，对结果进行分析验证标定。
附图说明
图1是本发明的流程图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
参考图1，本发明所述的车身断面参数化多目标优化设计方法包括车身断面参数化建模以及车身断面的多目标优化设计。
所述的车身断面参数化建模包括以下步骤：
车身设计部门车身主断面数据输入，依据断面数据进行车身接头参数化模型的建模。
获得造型、CAS数据输入，依据造型及CAS数据，建立车身外表面参数化模型。
确定竞品车型或上一代车型的几何数据或有限元网格，如竞品车型为几何数据，需要将几何数据转化为有限元网格模型，细节部分可做简化处理。依据竞品车型或上一代车型的有限元网格，建立详细车身结构的参数化模型。
对参数化车身模型进行变量的录制，使车身断面在合理范围内可以实现尺寸的自由变化。
所述车身断面多目标优化设计包括以下步骤：
利用优化拉丁方方法进行试验矩阵设计，按照试验矩阵，利用参数化模型进行车身模型变化，并生成有限元网格。
对依据DOE试验矩阵生成的车身有限元网格进行模态、扭转、弯曲刚度性能计算分析。
提取试验矩阵有限元模型对应的模态、重量、扭转刚度、弯曲刚度性能值，按照变量生成相应的样本数据统计表。
依据生成的样本数据统计表，建立车身近似模型，近似模型的精度要保持在合理的范围。
以车身重量作为约束条件，车身主断面作为设计变量，车身扭转刚度与弯曲刚度作为优化目标，利用多岛遗传算法对车身断面进行多目标优化求解。
获得多目标最优解，将最优解设计变量值在参数化模型中体现，生成最优解对应的有限元模型，对结果进行分析验证标定。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (1)

1.一种基于车身断面参数化的多目标优化设计方法，其特征在于，包括车身断面参数化建模以及车身断面的多目标优化设计；
所述车身断面参数化建模包括以下步骤：
车身设计部门车身主断面数据输入，依据断面数据进行车身接头参数化模型的建模；
获得造型、CAS数据输入，依据造型及CAS数据，建立车身外表面参数化模型；
确定竞品车型或上一代车型的有限元网格，依据竞品车型或上一代车型的有限元网格，建立详细车身结构的参数化车身模型；
对参数化车身模型进行变量的录制，使车身断面在预定范围内可以实现尺寸的自由变化；
所述车身断面多目标优化设计包括以下步骤：
利用优化拉丁方方法进行试验矩阵设计，按照试验矩阵，利用参数化模型进行车身模型变化，并生成车身有限元网格；
对依据试验矩阵生成的车身有限元网格进行模态、扭转、弯曲刚度性能计算分析；
提取试验矩阵有限元模型对应的模态、重量、扭转刚度、弯曲刚度性能值，按照变量生成相应的样本数据统计表；
依据生成的样本数据统计表，建立车身近似模型；
以车身重量作为约束条件，车身主断面作为设计变量，车身扭转刚度与弯曲刚度作为优化目标，利用多岛遗传优化算法对车身断面尺寸进行多目标优化求解；
获得多目标最优解，将最优解设计变量值在参数化模型中体现，生成最优解对应的有限元模型，对结果进行分析验证标定。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111597630B (zh) * 2020-04-21 2022-07-08 中国第一汽车股份有限公司 一种接头选取方法、装置、设备及存储介质
CN111651881B (zh) * 2020-06-01 2022-05-13 中国第一汽车股份有限公司 一种锁铆仿真失效参数的简化方法
CN111914441B (zh) * 2020-06-02 2022-11-29 山东玲珑轮胎股份有限公司 一种轮胎模型的优化方法及设备
CN112084572B (zh) * 2020-08-05 2023-04-07 中国第一汽车股份有限公司 一种车身造型阶段进行车身断面结构优化方法
CN112182740B (zh) * 2020-09-02 2022-08-16 中国第一汽车股份有限公司 一种基于参数化模型断面的门槛结构的优化方法
CN113239464B (zh) * 2021-06-02 2024-01-30 北京汽车集团越野车有限公司 一种车身断面确定方法及装置
CN113343366B (zh) * 2021-07-07 2023-08-22 北京汽车集团越野车有限公司 车身主断面参数的确定方法及相关设备
CN113468673B (zh) * 2021-07-20 2023-07-21 安徽江淮汽车集团股份有限公司 关联接头形状的断面优化方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1760877A (zh) * 2005-11-03 2006-04-19 上海交通大学 多项结构性能交互式的轿车车身结构轻量化方法
CN103455692A (zh) * 2013-09-29 2013-12-18 吉林大学 汽车车身断面形状两步优化设计方法
CN107650634A (zh) * 2017-08-21 2018-02-02 中国第汽车股份有限公司 一种汽车门窗双曲率玻璃设计方法
CN108920780A (zh) * 2018-06-14 2018-11-30 湖南文理学院 一种基于应变能的车身结构优化设计方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100946869B1 (ko) * 2007-11-20 2010-03-09 현대자동차주식회사 차체 사이드 기본 단면 최적화가 가능한 등가 빔알고리즘을 이용한 컨셉 모델 개발 방법
CN106919767A (zh) * 2017-03-09 2017-07-04 江铃汽车股份有限公司 汽车白车身轻量化分析方法
CN107169211A (zh) * 2017-05-21 2017-09-15 上海典凡信息科技有限公司 汽车白车身早期概念开发拓扑优化方法
CN107832570A (zh) * 2017-12-14 2018-03-23 重庆长安汽车股份有限公司 车身结构轻量化优化方法
CN109255141B (zh) * 2017-12-18 2023-04-07 湖南大学 一种汽车车身正向概念设计截面形状优化方法
CN108804857A (zh) * 2018-07-30 2018-11-13 上海思致汽车工程技术有限公司 一种车身轻量化设计方法
CN109063389B (zh) * 2018-09-28 2023-04-28 重庆长安汽车股份有限公司 一种基于多性能约束的汽车结构轻量化正向设计方法及系统

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1760877A (zh) * 2005-11-03 2006-04-19 上海交通大学 多项结构性能交互式的轿车车身结构轻量化方法
CN103455692A (zh) * 2013-09-29 2013-12-18 吉林大学 汽车车身断面形状两步优化设计方法
CN107650634A (zh) * 2017-08-21 2018-02-02 中国第汽车股份有限公司 一种汽车门窗双曲率玻璃设计方法
CN108920780A (zh) * 2018-06-14 2018-11-30 湖南文理学院 一种基于应变能的车身结构优化设计方法

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