CN110110374A - 概念阶段汽车车身正向设计方法、装置及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种概念阶段汽车车身正向设计方法、装置及系统，该方法包括：搭建白车身实体网格骨架模型；优化白车身实体网格骨架模型；解读优化后的白车身实体网格骨架模型，并转化为白车身骨架几何模型；确定白车身的关键截面、接头硬点、横梁、加强件位置；建立竞争车数据库；拼建混合模型；对混合模型灵敏度分析，对上车体的截面和接头进行结构优化；对下车体三维概念数据进行结构优化；拼建白车身概念三维数据模型；验证白车身概念三维数据模型各学科性能是否满足要求。实施本发明能够减少企业研发周期，在概念设计阶段实时把握车身性能，减少不必要的重复劳动力。
Description
技术领域
本发明涉及汽车车身设计技术领域，具体涉及一种概念阶段汽车车身正向设计方法、装置及系统。
背景技术
车身概念设计是车身设计的重要阶段，概念设计阶段车身框架的搭建非常重要。如果前期车身框架存在设计缺陷和盲点，在后期详细设计阶段则需要花费大量的人力、时间、成本去弥补。所以概念设计阶段考虑NVH(噪声、振动与声振粗糙度(Noise、Vibration、Harshness))、碰撞、结构等性能的车身框架设计显得尤为重要。
目前，概念设计阶段白车身设计分为以下几个阶段：车身概念数据设计-CAE各学科建模分析-车身结构优化。在实现本发明过程中，发明人发现现有技术中至少存在如下问题：概念数据设计是设计工程师凭借经验以及根据上一代车型或者竞争车数据设计的，缺乏科学的依据。数据设计质量对车身设计工程师的要求非常高。而第二阶段CAE各学科建模分析也需要花费大量的时间与人力，白车身模型比较复杂，每一次设计变更带来的CAE计算成本也非常大。
因此，减少企业研发周期，在概念设计阶段实时把握车身性能，减少不必要的重复劳动力，创新科学的概念车身正向设计方法是非常重要的。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的概念阶段汽车车身正向设计方法、装置及系统。
根据本发明的一个方面，提供了一种概念阶段汽车车身正向设计方法，其包括：
根据概念设计车身的基本参数以及上一平台车型和车身的CAS数据，搭建白车身实体网格骨架模型；
根据概念车的碰撞和刚度需求，优化白车身实体网格骨架模型，得到白车身最佳传力路径；
解读优化后的白车身实体网格骨架模型，并将优化后的白车身实体网格骨架模型转化为白车身骨架几何模型；
根据实际工程需求，确定白车身的关键截面、接头硬点、横梁、加强件位置；
根据车型市场价格定位和基本参数信息确定竞争车；并根据现有车型信息建立竞争车数据库；
根据竞争车数据库以及确定的关键截面和接头硬点位置，拼建上车体截面接头简易模型与下车体三维概念数据的混合模型；
对所述混合模型分别进行截面灵敏度分析和接头灵敏度分析，得到相应工况下灵敏度排名靠前的截面与接头编号，并从竞争车数据库中调取对应编号的截面和接头参数带入混合模型，对上车体的截面和接头进行结构优化，或者根据现有截面和接头进行结构优化；
对所述混合模型下车体三维概念数据进行结构优化，并得到下车体三维数据模型；
根据优化后的白车身上车体截面、接头和骨架以及优化后的下车体三维概念数据，拼建白车身概念三维数据模型；
验证白车身概念三维数据模型各学科性能是否满足要求。
根据本发明的另一方面，提供了一种概念阶段汽车车身正向设计装置，包括：
网格模型搭建模块，适于根据概念设计车身的基本参数以及上一平台车型和车身的CAS数据，搭建白车身实体网格骨架模型；
网格模型优化模块，适于根据概念车的碰撞和刚度需求，优化白车身实体网格骨架模型，得到白车身最佳传力路径；
几何模型转化模块，适于解读优化后的白车身实体网格骨架模型，并将优化后的白车身实体网格骨架模型转化为白车身骨架几何模型；
关键信息确定模块，适于根据实际工程需求，确定白车身的关键截面、接头硬点、横梁、加强件位置；
竞争车数据库建立模块，适于根据车型市场价格定位和基本参数信息确定竞争车；并根据现有车型信息建立竞争车数据库；
混合模型拼建模块，适于根据竞争车数据库以及确定的关键截面和接头硬点位置，拼建上车体截面接头简易模型与下车体三维概念数据的混合模型；
混合模型分析模块，适于对所述混合模型分别进行截面灵敏度分析和接头灵敏度分析，得到相应工况下灵敏度排名靠前的截面与接头编号，并从竞争车数据库中调取对应编号的截面和接头参数带入混合模型，对上车体的截面和接头进行结构优化，或者根据现有截面和接头进行结构优化；
下车体结构优化模块，适于对所述混合模型下车体三维概念数据进行结构优化，并得到下车体三维数据模型；
三维模型拼建模块，适于根据优化后的白车身上车体截面、接头和骨架以及优化后的下车体三维概念数据，拼建白车身概念三维数据模型；
三维模型验证模块，适于验证白车身概念三维数据模型各学科性能是否满足要求。
根据本发明的又一方面，提供了一种概念阶段汽车车身正向设计系统，包括：处理器和存储器，存储器用于存放至少一可执行指令，可执行指令使处理器执行上述方法对应的操作。
根据本发明的又一方面，提供了一种计算机存储介质，所述存储介质中存储有至少一可执行指令，所述可执行指令使处理器执行上述方法对应的操作。
根据本发明的概念阶段汽车车身正向设计方法、装置及系统，根据概念设计车身的基本参数以及上一平台车型和车身的CAS数据，搭建白车身实体网格骨架模型；根据概念车的碰撞和刚度需求，优化白车身实体网格骨架模型，得到白车身最佳传力路径；解读优化后的白车身实体网格骨架模型，并将优化后的白车身实体网格骨架模型转化为白车身骨架几何模型；根据实际工程需求，确定白车身的关键截面、接头硬点、横梁、加强件位置；根据车型市场价格定位和基本参数信息确定竞争车；并根据现有车型信息建立竞争车数据库；根据竞争车数据库以及确定的关键截面和接头硬点位置，拼建上车体截面接头简易模型与下车体三维概念数据的混合模型；对所述混合模型分别进行截面灵敏度分析和接头灵敏度分析，得到相应工况下灵敏度排名靠前的截面与接头编号，并从竞争车数据库中调取对应编号的截面和接头参数带入混合模型，对上车体的截面和接头进行结构优化，或者根据现有截面和接头进行结构优化；对混合模型下车体三维概念数据进行结构优化，并得到下车体三维数据模型；根据优化后的白车身上车体截面、接头和骨架以及优化后的下车体三维概念数据，拼建白车身概念三维数据模型；验证白车身概念三维数据模型各学科性能是否满足要求。实施本发明实施例，只需提供截面、接头硬点位置，车身CAS，包络，通过灵敏度分析能快速找到关键位置的截面与接头，接头与截面的优化能概念设计快速找到适合本车型的接头与截面，模型变更替换方便、快速，适合概念设计的特点，概念阶段提供的数据比较少，此模型只需截面信息或者替换接头即可，减少了企业研发周期，在概念设计阶段实时把握车身性能，减少不必要的重复劳动力。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1示出了根据本发明第一实施例的概念阶段汽车车身正向设计方法的流程图；
图2示出了根据本发明一实施例的概念阶段汽车车身正向设计装置的功能模块示意图；
图3示出了根据本发明一实施例的概念阶段汽车车身正向设计系统的结构示意图；
图4示出了根据本发明第一实施例的概念阶段汽车车身正向设计方法设计得到的白车身实体网格模型示意图；
图5a和图5b示出了根据本发明第一实施例的概念阶段汽车车身正向设计方法设计得到的优化后的白车身实体网格骨架模型示意图；
图6示出了根据本发明第一实施例的概念阶段汽车车身正向设计方法设计得到的白车身骨架几何模型示意图；
图7示出了根据本发明第一实施例的概念阶段汽车车身正向设计方法设计得到的竞争车数据库示意图；
图8示出了根据本发明第一实施例的概念阶段汽车车身正向设计方法设计得到的混合模型示意图；
图9示出了根据本发明第一实施例的概念阶段汽车车身正向设计方法设计得到的接头车身扭转模态灵敏度排序结果示意图；
图10示出了根据本发明第一实施例的概念阶段汽车车身正向设计方法设计得到的截面的特性参数对扭转刚度的灵敏度分析结果示意图；
图11示出了根据本发明第一实施例的概念阶段汽车车身正向设计方法设计得到的白车身概念三维数据模型示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
概念数据设计是设计工程师凭借经验以及根据上一代车型或者竞争车数据设计的，缺乏科学的依据。数据设计质量对车身设计工程师的要求非常高。而第二阶段CAE各学科建模分析也需要花费大量的时间与人力，白车身模型比较复杂，每一次设计变更带来的CAE计算成本也非常大。利用本实施例的方案，只需提供截面、接头硬点位置，车身CAS，整车包络，通过灵敏度分析能快速找到关键位置的截面与接头，接头与截面的优化能概念设计快速找到适合本车型的接头与截面，模型变更替换方便、快速，适合概念设计的特点，概念阶段提供的数据比较少，此模型只需截面信息或者替换接头即可，减少了企业研发周期，在概念设计阶段实时把握车身性能，减少不必要的重复劳动力。
参照图1所示，图1示出了根据本发明第一实施例的概念阶段汽车车身正向设计方法的流程图。该方法包括以下步骤：
步骤S10：根据概念设计车身的基本参数以及上一平台车型和车身的CAS数据，搭建白车身实体网格骨架模型。
在本步骤中，根据概念设计车身基本参数以及上一平台车型和车身的CAS(汽车初步造型面，Concept A Surface)数据，通过软件搭建数学模型，设置相应的约束、目标条件，搭建白车身实体网格骨架模型，即得到白车身六面体或四面体概念设计模型。图4示出了根据本发明第一实施例的概念阶段汽车车身正向设计方法设计得到的白车身实体网格骨架模型示意图。本发明所述白车身(Body in White)是指完成焊接但未涂装之前的车身，不包括四门两盖等运动件。涂装后的白车身加上内外饰(包括仪表板、座椅、风挡玻璃、地毯、内饰护板等)和电子电器系统(音响、线束、开关等)，再加上底盘系统(包括制动、悬架系统等)，再加上动力总成系统(包括发动机、变速箱等)就组成了整车。
步骤S20：根据概念车的碰撞和刚度需求，优化白车身实体网格骨架模型，得到白车身最佳传力路径。
在本步骤中，根据概念车的碰撞和刚度需求，即考虑弯曲刚度、扭转刚度、前碰、偏值碰、侧碰、后碰等工况，优化白车身实体网格模型，得到白车身的最佳传力路径。图5a和图5b示出了根据本发明第一实施例的概念阶段汽车车身正向设计方法设计得到的优化后的白车身实体网格骨架模型示意图。
步骤S30：解读优化后的白车身实体网格骨架模型，并将优化后的白车身实体网格骨架模型进行光顺处理转化为白车身骨架几何模型。
在本步骤中，根据经验与现有车型数据库解读优化后的白车身实体网格模型，并将优化后的白车身实体网格骨架模型转化为白车身骨架几何模型。图5a和图5b是各性能约束下的白车身骨架模型，即优化后的白车身实体网格骨架模型(白车身骨架模型为白车身实体网格骨架模型经过拓扑优化删去不必要的材料之后得到的模型)。在本发明实施例中，将优化后的白车身实体网格模型进行光顺处理转化为白车身骨架几何模型提供给设计部门参考。所述白车身骨架几何模型包括横、纵梁、各零部件的总布置空间，以及需要重点加强区域的材料分布。图6示出了根据本发明第一实施例的概念阶段汽车车身正向设计方法设计得到的白车身骨架几何模型示意图。
步骤S40：根据实际工程需求，确定白车身的关键截面、接头硬点、横梁、加强件位置。
在本步骤中，根据实际工程情况，例如外CAS、总布置、功能件等，确定车身关键截面、接头硬点、横梁、加强件位置，由于车身结构具有Y轴左右对称的特点。故确定一半的关键截面、接头硬点、横梁、加强件位置即可。
步骤S50：根据车型市场价格定位和基本参数信息确定竞争车；并根据现有车型信息建立竞争车数据库。
在本步骤中，根据车型市场价格定位、长宽高等基本参数信息，确定竞争车，并建立不同级别车身的截面、接头数据库，即根据现有车型信息建立相应级别车型的竞争车数据库。所述竞争车数据库包括但不限于车型级别、车型、截面和接头数据库。图7示出了根据本发明第一实施例的概念阶段汽车车身正向设计方法设计得到的竞争车数据库示意图。其中，竞争车数据库中的字段包括但不限于车型等级编号、车型编号、截面/接头编号，首位数字为车型等级编号，车型等级按A、B、C、D级分别对应的车型等级编号为1、2、3、4；中间三位为相应的等级车下的车型编号，预留号段为001-999，如C级车车型2则编号为3002；后二位为截面/接头编号，预留01-79编号为截面编号，80-99号为接头编号。如C级车车型2的A柱截面编号则为300201，D级车的车型3的B柱上接头编号为400381。
表1车身关键截面数据库中具体截面位置示例
| 序号 | 截面位置及说明 |
| 1 | WINDSHIELD HEADER AT C/L |
| 2 | WINDSHIELD HEADER AT C/L OCCUPANT |
| 3 | WINDSHIELD LOWER AT C/L |
| 4 | WINDSHIELD LOWER AT right WIPER PIVOT |
| 5 | WINDSHIELD LOWER@HOOD HINGE |
| 6 | FRONT BUMPER AT C/L |
| 7 | REAR DOOR LOWER HINGE |
| 8 | REAR DOOR LATCH |
| 9 | REAR DOOR AT REAR ARCH CLADING |
| 10 | REAR BUMP AT BODYSIDE |
| 11 | ROOF HEADER AT FRONT DOOR |
| 12 | ROOF HEADER AT REAR DOOR |
| 13 | ROOF HEADER AT REAR FIX GLASS |
| 14 | A/PILLAR ABOVE BELT |
| 15 | TAIL GATE GAS STRUT MOUNTING(UPPER) |
| 16 | A/PILLAR AT UPPER HINGE |
| 17 | A/PILLAR AT LOWER HINGE |
| 18 | REAR DOOR UPPER HINGE |
| 19 | FRONT DOOR LATCH |
| 20 | BELT AT FRONT DOOR |
| 21 | B/PILLAR ABOVE BELT WITH WINDOW L.H. |
| 22 | REAR DOOR AT REAR QUARTER WINDOW |
| 23 | ROCKER AT FRONT DOOR |
| 24 | ROCKER AT SIDE REAR DOOR |
| 25 | REAR WHEEL OPENING AT C/L |
| 26 | REAR WHEEL OPENING |
| 27 | REAR WINDOW HEADER AT C/L |
| 28 | REAR WINDOW HEADER AT C/L HINGE |
| 29 | REAR WINDOW LOWER AT C/L |
| 30 | REAR BUMPER AT C/L |
| 31 | REAR BUMPER AT C/L |
| 32 | HATCHBACK |
步骤S60：根据竞争车数据库以及确定的关键截面和接头硬点位置，拼建上车体截面接头简易模型与下车体三维概念数据的混合模型。
在步骤中，具体包括如下步骤：根据步骤S50的关键截面、接头硬点建立上车体截面接头简易模型，由于接头受力比较复杂，故接头运用有限元模型。由于车身概念设计阶段先确定下车体数据，并无上车体数据。根据解读优化后的白车身实体网格模型中梁与加强件分布结果，结合人机工程实际情况，搭建下车体三维概念模型。初始梁截面形状与接头则先在竞争车数据库中随机选择一个车型组合，即根据竞争车数据库以及确定的关键截面和接头硬点位置，拼建上车体截面接头简易模型与下车体三维概念数据的混合模型。图8出了根据本发明第一实施例的概念阶段汽车车身正向设计方法设计得到的混合模型示意图。
步骤S70：对所述混合模型分别进行截面灵敏度分析和接头灵敏度分析，得到相应工况下灵敏度排名靠前的截面与接头编号，并从竞争车数据库中调取对应编号的截面和接头参数带入混合模型，对上车体的截面和接头进行结构优化，或者根据现有截面和接头进行结构优化。
在本步骤中，对搭建的截面接头简易模型首先进行灵敏度分析。在考虑弯扭刚度、模态等性能条件下，计算截面接头的灵敏度，得到对相应性能影响排名靠前的接头、截面位置，为后期的车身设计提供方向。以接头车身扭转模态灵敏度为例，得到各接头的灵敏度大小如表2所示：
表2接头车身扭转模态灵敏度分析示例
| 接头编号 | 扭转模态灵敏度 | Rank |
| 80 | 6.36E+00 | 1 |
| 86 | 3.37E+00 | 2 |
| 82 | 7.97E-01 | 3 |
| 87 | 2.39E-01 | 4 |
| 83 | 2.14E-01 | 5 |
| 85 | 2.07E-01 | 6 |
| 84 | 3.78E-02 | 7 |
| 81 | -3.17E-02 | 8 |
图9出了根据本发明第一实施例的概念阶段汽车车身正向设计方法设计得到的接头车身扭转模态灵敏度排序结果示意图。图9中N.X中表示排名第X，N.1为排名第一。针对排名靠前的接头可以进一步对X、Y、Z的接头刚度进行灵敏度分析。这样就得到了后期接头设计的方向，某接头某方向刚度需要重点关注。
以车身截面扭转刚度灵敏度分析及优化为例，得到各截面的特性参数对扭转刚度的灵敏度大小，图10出了根据本发明第一实施例的概念阶段汽车车身正向设计方法设计得到的截面的特性参数对扭转刚度的灵敏度分析结果示意图，横坐标代表相应的截面编号，纵坐标代表相应截面的截面属性对扭转刚度的灵敏度大小，柱状条的高低表示灵敏度大小，正负表示截面属性与扭转刚度成正负相关。在图10中，DV_15代表编号为15的截面，此例为A柱截面。
根据灵敏度分析结果为车身找到关键的截面位置。对于关键截面可以进一步对比竞争车数据库的截面性能，例如竞争车型编号15的接头相关截面力学性能对比如表3所示：
表3竞争车型编号15的接头相关截面力学性能对比示例
| 参数\车型 | 车型1-15号截面 | 车型2-15号截面 | 车型3-15号截面 | 车型4-15号截面 |
| 外板厚度 | 0.7 | 0.7 | 0.7 | 0.7 |
| 中板厚度 | 1.5 | 1.5 | 1.5 | 1.4 |
| 内板厚度 | 1.2 | 1.2 | 2.0 | 1.2 |
| 面积 | 506.4591 | 524.3753 | 497.5055 | 469.3180 |
| IY | 3.8192e+005 | 3.9322e+005 | 2.7857e+005 | 3.4322e+005 |
| IZ | 2.0937e+005 | 2.3341e+005 | 1.6582e+005 | 2.0092e+005 |
| 扭转常量 | 1.6619e+005 | 1.9370e+005 | 1.7764e+005 | 2.0313e+005 |
本发明实施例采用截面接接头简易模型，单元数比较少，截面、接头易于替换，计算速度快，能快速的帮助设计部门在前期了解设计与性能的关系，方法科学。
基于竞争车数据库信息，对简易模型截面和接头进行参数优化。
优化完成后，可得到基于截面和接头数据库的简易模型组合的最优解与次优解。由于前期概念设计无上车体数据，则后期设计可以直接参考或者借用优化得到的接头，优化的截面也可以作为后期设计的一个参考。
步骤S80：对所述混合模型下车体三维概念数据进行结构优化，并得到下车体三维数据模型。
在本步骤中，优化混合模型的下车体结构，如扭力盒、门槛梁、纵梁等的结构，以及地板轮罩加强筋的布置等，并得到优化后下车体三维数模模型。
步骤S90：根据优化后的白车身上车体截面、接头和骨架以及优化后的下车体三维概念数据，拼建白车身概念三维数据模型。
在本步骤中，根据各截面编号位置的总布置空间、前期优化设计得到的截面接头、白车身骨架模型，由点到线、再到面的方式，得到初版上车体三维数模，再结合优化后的下车体三维概念数据，拼建白车身概念三维数据模型。图11出了根据本发明第一实施例的概念阶段汽车车身正向设计方法设计得到的白车身概念三维数据模型示意图。
步骤S100：验证白车身概念三维数据模型各学科性能是否满足要求。
在本步骤中，通过CAE对所述白车身概念三维数据模型进行处理，验证各学科性能是否满足要求。
本发明实施例提供的概念阶段汽车车身正向设计方法可以应用于SUV、轿车和MPV等车型的概念阶段车身设计。
图2示出了根据本发明一个实施例的概念阶段汽车车身正向设计装置的功能框图。所述概念阶段汽车车身正向设计装置200包括但不限于：网格模型搭建模块10、网格模型优化模块20、几何模型转化模块30、关键信息确定模块40、竞争车数据库建立模块50、混合模型拼建模块60、混合模型分析及优化模块70、下车体结构优化模块80、三维模型拼建模块90以及三维模型验证模块100。
网格模型搭建模块10，适于根据概念设计车身的基本参数以及上一平台车型和车身的CAS数据，搭建白车身实体网格骨架模型；
网格模型优化模块20，适于根据概念车的碰撞和刚度需求，优化白车身实体网格骨架模型，得到白车身最佳传力路径；
几何模型转化模块30，适于解读优化后的白车身实体网格骨架模型，并将优化后的白车身实体网格骨架模型转化为白车身骨架几何模型；
关键信息确定模块40，适于根据实际工程需求，确定白车身的关键截面、接头硬点、横梁、加强件位置；
竞争车数据库建立模块50，适于根据车型市场价格定位和基本参数信息确定竞争车；并根据现有车型信息建立竞争车数据库；
混合模型拼建模块60，适于根据竞争车数据库以及确定的关键截面和接头硬点位置，拼建上车体截面接头简易模型与下车体三维概念数据的混合模型；
混合模型分析及优化模块70，适于对所述混合模型分别进行截面灵敏度分析和接头灵敏度分析，得到相应工况下灵敏度排名靠前的截面与接头编号，并从竞争车数据库中调取对应编号的截面和接头参数带入混合模型，对上车体的截面和接头进行结构优化，或者根据现有截面和接头进行结构优化；
下车体结构优化模块80，适于对所述混合模型下车体三维概念数据进行结构优化，并得到下车体三维数据模型；
三维模型拼建模块90，适于根据优化后的白车身上车体截面、接头和骨架以及优化后的下车体三维概念数据，拼建白车身概念三维数据模型；
三维模型验证模块100，适于验证白车身概念三维数据模型各学科性能是否满足要求。
关于上述各个模块的具体结构和工作原理可参照方法实施例中相应步骤的描述，此处不再赘述。
本申请实施例提供了一种非易失性计算机存储介质，所述计算机存储介质存储有至少一可执行指令，该计算机可执行指令可执行上述任意方法实施例中的概念阶段汽车车身正向设计方法。
图3示出了根据本发明实施例的一种概念阶段汽车车身正向设计系统的结构示意图，本发明具体实施例并不对系统的具体实现做限定。
该系统可以包括：处理器(processor)302、通信接口(CommunicationsInterface)304、存储器(memory)306、以及通信总线308。
其中：
处理器302、通信接口304、以及存储器306通过通信总线308完成相互间的通信。
通信接口304，用于与其它设备比如客户端或其它服务器等的网元通信。
处理器302，用于执行程序310，具体可以执行上述概念阶段汽车车身正向设计方法实施例中的相关步骤。
具体地，程序310可以包括程序代码，该程序代码包括计算机操作指令。
处理器302可能是中央处理器CPU，或者是特定集成电路ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit)，或者是被配置成实施本发明实施例的一个或多个集成电路。系统包括的一个或多个处理器，可以是同一类型的处理器，如一个或多个CPU；也可以是不同类型的处理器，如一个或多个CPU以及一个或多个ASIC。
存储器306，用于存放程序310。存储器306可能包含高速RAM存储器，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。
程序310具体可以用于使得处理器302执行以下操作：
根据概念设计车身的基本参数以及上一平台车型和车身的CAS数据，搭建白车身实体网格骨架模型；
根据概念车的碰撞和刚度需求，优化白车身实体网格骨架模型，得到白车身最佳传力路径；
解读优化后的白车身实体网格骨架模型，并将优化后的白车身实体网格骨架模型转化为白车身骨架几何模型；
根据实际工程需求，确定白车身的关键截面、接头硬点、横梁、加强件位置；
根据车型市场价格定位和基本参数信息确定竞争车；并根据现有车型信息建立竞争车数据库；
根据竞争车数据库以及确定的关键截面和接头硬点位置，拼建上车体截面接头简易模型与下车体三维概念数据的混合模型；
对所述混合模型分别进行截面灵敏度分析和接头灵敏度分析，得到相应工况下灵敏度排名靠前的截面与接头编号，并从竞争车数据库中调取对应编号的截面和接头参数带入混合模型，对上车体的截面和接头进行结构优化，或者根据现有截面和接头进行结构优化；
对所述混合模型下车体三维概念数据进行结构优化，并得到下车体三维数据模型；
根据优化后的白车身上车体截面、接头和骨架以及优化后的下车体三维概念数据，拼建白车身概念三维数据模型；
验证白车身概念三维数据模型各学科性能是否满足要求。
在一种可选的方式中，所述碰撞包括前碰、偏值碰、侧碰和后碰，所述刚度包括弯曲刚度和扭转刚度。
在一种可选的方式中，所述白车身骨架几何模型包括横、纵梁、各零部件的总布置空间，以及需要重点加强区域的材料分布。
在一种可选的方式中，所述竞争车数据库包括但不限于车型级别、车型、截面和接头数据库。
在一种可选的方式中，根据竞争车数据库以及确定的关键截面和接头硬点位置，拼建上车体截面接头简易模型与下车体三维概念数据的混合模型的步骤具体包括：
根据关键截面、接头硬点建立上车体截面接头简易模型；根据解读优化后的白车身实体网格骨架模型中梁与加强件分布结果，结合人机工程实际情况，搭建下车体三维概念模型；在竞争车数据库中随机选择一个车型组合；拼建上车体截面接头简易模型与下车体三维概念数据的混合模型。
根据本发明的概念阶段汽车车身正向设计方法、装置及系统，根据概念设计车身的基本参数以及上一平台车型和车身的CAS数据，搭建白车身实体网格骨架模型；根据概念车的碰撞和刚度需求，优化白车身实体网格骨架模型，得到白车身最佳传力路径；解读优化后的白车身实体网格模型，并将优化后的白车身实体网格骨架模型转化为白车身骨架几何模型；根据实际工程需求，确定白车身的关键截面、接头硬点、横梁、加强件位置；根据车型市场价格定位和基本参数信息确定竞争车；并根据现有车型信息建立竞争车数据库；根据竞争车数据库以及确定的关键截面和接头硬点位置，拼建上车体截面接头简易模型与下车体三维概念数据的混合模型；对所述混合模型分别进行截面灵敏度分析和接头灵敏度分析，得到相应工况下灵敏度排名靠前的截面与接头编号，并从竞争车数据库中调取对应编号的截面和接头参数带入混合模型，对上车体的截面和接头进行结构优化，或者根据现有截面和接头进行结构优化；对混合模型下车体三维概念数据进行结构优化，并得到下车体三维数据模型；根据优化后的白车身上车体截面、接头和骨架以及优化后的下车体三维概念数据，拼建白车身概念三维数据模型；验证白车身概念三维数据模型各学科性能是否满足要求。实施本发明实施例，只需提供截面、接头硬点位置，车身CAS，整车包络，通过灵敏度分析能快速找到关键位置的截面与接头，接头与截面的优化能概念设计快速找到适合本车型的接头与截面，模型变更替换方便、快速，适合概念设计的特点，概念阶段提供的数据比较少，此模型只需截面信息或者替换接头即可，减少了企业研发周期，在概念设计阶段实时把握车身性能，减少不必要的重复劳动力。
在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的概念阶段汽车车身正向设计装置中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。
应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
Claims (12)
1.一种概念阶段汽车车身正向设计方法，其中，所述方法包括：
根据概念设计车身的基本参数以及上一平台车型和车身的CAS数据，搭建白车身实体网格骨架模型；
根据概念车的碰撞和刚度需求，优化白车身实体网格骨架模型，得到白车身最佳传力路径；
解读优化后的白车身实体网格骨架模型，并将优化后的白车身实体网格模型转化为白车身骨架几何模型；
根据实际工程需求，确定白车身的关键截面、接头硬点、横梁、加强件位置；
根据车型市场价格定位和基本参数信息确定竞争车；并根据现有车型信息建立竞争车数据库；
根据竞争车数据库以及确定的关键截面和接头硬点位置，拼建上车体截面接头简易模型与下车体三维概念数据的混合模型；
对所述混合模型分别进行截面灵敏度分析和接头灵敏度分析，得到相应工况下灵敏度排名靠前的截面与接头编号，并从竞争车数据库中调取对应编号的截面和接头参数带入混合模型，对上车体的截面和接头进行结构优化，或者根据现有截面和接头进行结构优化；
对所述混合模型下车体三维概念数据进行结构优化，并得到下车体三维数据模型；
根据优化后的白车身上车体截面、接头和骨架以及优化后的下车体三维概念数据，拼建白车身概念三维数据模型；
验证白车身概念三维数据模型各学科性能是否满足要求。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述碰撞包括前碰、偏值碰、侧碰和后碰，所述刚度包括弯曲刚度和扭转刚度。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述白车身骨架几何模型包括横、纵梁、各零部件的总布置空间，以及需要重点加强区域的材料分布。
4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述竞争车数据库包括车型级别、车型、截面和接头数据库。
5.根据权利要求1所述的方法，其中，根据竞争车数据库以及确定的关键截面和接头硬点位置，拼建上车体截面接头简易模型与下车体三维概念数据的混合模型的步骤具体包括：
根据关键截面、接头硬点建立上车体截面接头简易模型；
根据解读优化后的白车身实体网格骨架模型中梁与加强件分布结果，结合人机工程实际情况，搭建下车体三维概念模型；
在竞争车数据库中随机选择一个车型组合；
拼建上车体截面接头简易模型与下车体三维概念数据的混合模型。
6.一种概念阶段汽车车身正向设计装置，其中，所述装置包括：
网格模型搭建模块，适于根据概念设计车身的基本参数以及上一平台车型和车身的CAS数据，搭建白车身实体网格骨架模型；
网格模型优化模块，适于根据概念车的碰撞和刚度需求，优化白车身实体网格骨架模型，得到白车身最佳传力路径；
几何模型转化模块，适于解读优化后的白车身实体网格骨架模型，并将优化后的白车身实体网格骨架模型转化为白车身骨架几何模型；
关键信息确定模块，适于根据实际工程需求，确定白车身的关键截面、接头硬点、横梁、加强件位置；
竞争车数据库建立模块，适于根据车型市场价格定位和基本参数信息确定竞争车；并根据现有车型信息建立竞争车数据库；
混合模型拼建模块，适于根据竞争车数据库以及确定的关键截面和接头硬点位置，拼建上车体截面接头简易模型与下车体三维概念数据的混合模型；
混合模型分析及优化模块，适于对所述混合模型分别进行截面灵敏度分析和接头灵敏度分析，得到相应工况下灵敏度排名靠前的截面与接头编号，并从竞争车数据库中调取对应编号的截面和接头参数带入混合模型，对上车体的截面和接头进行结构优化，或者根据现有截面和接头进行结构优化；
下车体结构优化模块，适于对所述混合模型下车体三维概念数据进行结构优化，并得到下车体三维数据模型；
三维模型拼建模块，适于根据优化后的白车身上车体截面、接头和骨架以及优化后的下车体三维概念数据，拼建白车身概念三维数据模型；
三维模型验证模块，适于验证白车身概念三维数据模型各学科性能是否满足要求。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述碰撞包括前碰、偏值碰、侧碰和后碰，所述刚度包括弯曲刚度和扭转刚度。
8.根据权利要求6所述的装置，其中，所述白车身骨架几何模型包括横、纵梁、各零部件的总布置空间，以及需要重点加强区域的材料分布。
9.根据权利要求6所述的装置，其中，所述竞争车数据库包括车型级别、车型、截面和接头数据库。
10.根据权利要求6所述的装置，其中，所述混合模型拼建模块进一步适于根据关键截面、接头硬点建立上车体截面接头简易模型；
根据解读优化后的白车身实体网格骨架模型中梁与加强件分布结果，结合人机工程实际情况，搭建下车体三维概念模型；
在竞争车数据库中随机选择一个车型组合；
拼建上车体截面接头简易模型与下车体三维概念数据的混合模型。
11.一种概念阶段汽车车身正向设计系统，包括：处理器、存储器、通信接口和通信总线，所述处理器、所述存储器和所述通信接口通过所述通信总线完成相互间的通信；
所述存储器用于存放至少一可执行指令，所述可执行指令使所述处理器执行如权利要求1-5中任一项所述的概念阶段汽车车身正向设计方法。
12.一种计算机存储介质，所述存储介质中存储有至少一可执行指令，所述可执行指令使处理器执行如权利要求1-5中任一项所述的概念阶段汽车车身正向设计方法。
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