一种基于多学科多目标优化的车辆轻量化正向设计方法技术

一种基于多学科多目标优化的车辆轻量化正向设计方法，包括：1)车辆性能及轻量化目标设定，含市场调研，整车各项性能目标设定，车辆轻量化目标设定；2)原模型约束条件解析计算，包括车身有限元模型的建立，有限元模型准确性验证；3)各设计因子灵敏度分析，包括设计因子和因子水平的选取，多目标优化设计模型采样，各采样点约束条件计算，加权相对灵敏度计算，筛选重要的设计因子和水平，针对筛选的因子和因子水平重新进行DOE采样；4)近似模型的建立以及有效性评价；5)模型优化求解；6)优化结果输出及仿真验证。本发明专利技术可以在减轻车身结构质量的同时，提高产品性能，提高设计效率，缩短研发与制造周期，节省开发和制造成本。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多学科多目标优化的车辆轻量化正向设计方法
本专利技术创造属于汽车轻量化设计领域，尤其是涉及一种基于多学科多目标优化的车辆轻量化正向设计方法。
技术介绍
车辆轻量化水平对于节约能源、减少废气排放具有十分积极的意义，已经成为当今汽车行业的发展方向之一。汽车设计过程中涉及NVH、结构刚强度、疲劳耐久和碰撞安全性能等多个学科，传统的串行设计开发模式通过加权组合、目标规划、功效系数等将多目标转化为单目标优化问题，未考虑各学科的相互耦合和制约，缺乏系统性和全局性。汽车的轻量化技术主要包括结构轻量化、材料轻量化以及工艺轻量化三个层面。其中结构轻量化和新材料轻量化对于整车减重效果最为明显，几乎提供了整车轻量化百分之九十的贡献率，将是未来长期发展的一个方向。因而有必要综合权衡学科间的各项性能指标，开展多学科多目标约束的轻量化优化设计，提出一套切实可行的充分考虑不同学科之间相互影响关系的，能有效地减少设计过程中不同性能反复迭代验证的车辆开发全流程、多性能的轻量化正向设计方法。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术创造旨在提出一种基于多学科本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于多学科多目标优化的车辆轻量化正向设计方法，其特征在于包括以下步骤：/n步骤(1)车辆性能目标及轻量化目标设定；/n步骤(2)原模型约束条件解析计算：建立车身有限元模型，将车身有限元模型求解结果与试验结果对标，调整有限元模型直至误差小于预设百分比，验证有限元模型准确性，完成初始设计方案的性能评估；/n步骤(3)各设计因子灵敏度分析：选取设计因子和因子水平，对多目标优化设计模型进行采样，计算各采样点约束条件，计算加权相对灵敏度，筛选重要的设计因子和因子水平，针对筛选的重要设计因子和因子水平重新进行采样；/n步骤(4)根据所述加权相对灵敏度建立近似模型，对近似模型进行有效性验证；/n步骤...

【技术特征摘要】
1.一种基于多学科多目标优化的车辆轻量化正向设计方法，其特征在于包括以下步骤：
步骤(1)车辆性能目标及轻量化目标设定；
步骤(2)原模型约束条件解析计算：建立车身有限元模型，将车身有限元模型求解结果与试验结果对标，调整有限元模型直至误差小于预设百分比，验证有限元模型准确性，完成初始设计方案的性能评估；
步骤(3)各设计因子灵敏度分析：选取设计因子和因子水平，对多目标优化设计模型进行采样，计算各采样点约束条件，计算加权相对灵敏度，筛选重要的设计因子和因子水平，针对筛选的重要设计因子和因子水平重新进行采样；
步骤(4)根据所述加权相对灵敏度建立近似模型，对近似模型进行有效性验证；
步骤(5)优化求解步骤(4)中验证有效的近似模型；
步骤(6)优化求解结果输出及仿真验证。


2.根据权利要求1所述的基于多学科多目标优化的车辆轻量化正向设计方法，其特征在于：车辆性能目标和车辆轻量化目标根据市场调研结果确定；所述车辆性能目标包括静力学刚度、模态、NVH、碰撞安全性及车身局部强度的车辆各项结构性能指标；所述轻量化目标为车身质量或减重目标。


3.根据权利要求1所述的基于多学科多目标优化的车辆轻量化正向设计方法，其特征在于：选择轻量化目标和某一车辆性能目标作为优化目标，其他车辆性能目标作为优化的约束条件。


4.根据权利要求1所述的基于多学科多目标优化的车辆轻量化正向设计方法，其特征在于：优化求解结果输出后还包括仿真验证步骤；将优化求解结果代入有限元模型对优化方案进行验证，若验证结果显示优化求解结果达到车辆性能和轻量化要求约束条件和目标条件，则优化流程结束，若不满足则需重新进行优化。


5.根据权利要求3所述的基于多学科多目标优化的车辆轻量化正向设计方法，其特征在于：所述重新进行优化步骤中，可以执行调整优化算法、调整近似模型和调整设计因子中的一个或多个，直至优化求解结果达到车辆性能目标和轻量化目标。


6.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：田杰斌，方锐，孟宪明，吴昊，任鹏飞，黄亚烽，李金柱，张赛，孟琦，党雪芒，梁铭丰，
申请(专利权)人：中国汽车技术研究中心有限公司，中汽研天津汽车工程研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：天津;12