挤压铝合金梁结构性能的有限元计算方法及系统、介质技术方案

本发明专利技术涉及一种挤压铝合金梁结构性能的有限元计算方法及其系统、计算机可读存储介质，所述方法包括如下步骤：步骤S1、提供一挤压铝合金梁截面，以所述挤压铝合金梁截面为一维梁单元的截面特征、所述挤压铝合金梁的长度为一维梁单元长度构建一维梁单元；其中，所述截面包括多条边；步骤S2、以所述截面的各个边的长度和厚度为变量、给定的一维梁单元质量约束值为约束条件、以及所述一维梁单元的一阶弯曲模态和侧向刚度为优化目标进行多目标优化获得最优解。实施本发明专利技术能够提高有限元计算效率和简化有限元计算方法。

【技术实现步骤摘要】
挤压铝合金梁结构性能的有限元计算方法及系统、介质
本专利技术涉及新能源汽车
，具体涉及一种电池包用挤压铝合金梁结构性能的有限元计算方法及其系统、计算机可读存储介质。
技术介绍
由于能量密度要求的日益严苛，现有的电池包通常采用挤压铝合金结构，从而达到轻量化的目的以满足能量密度要求。挤压铝合金梁的设计关系着电池包的能量密度、整包结构性能，乃至整车结构性能，其截面设计对结构的刚度、模态等性能影响很大。挤压铝合金梁不仅作为电池包的结构支撑，同时需要负责与车身的连接，电池模块的安装。现有铝合金梁结构分析技术是通过把铝合金梁离散成大量的三维网格的有限元方法，在厚度比较薄的区域需要将网格尺寸控制在很小才能达到一定的仿真精度，才能保证对铝合金梁的结构性能计算误差不至于过大。在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有挤压铝合金梁的有限元方法存在以下问题：1)计算效率慢，无法快速验证铝合金梁的结构性能。2)需要细化网格数多，且需要相关有限元仿真经验，对于一般无CAE经验的产品工程师无法应用。>
技术实现思路
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【技术保护点】
1.一种挤压铝合金梁结构性能的有限元计算方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤S1、提供一挤压铝合金梁截面，以所述挤压铝合金梁截面为一维梁单元的截面特征、所述挤压铝合金梁的长度为一维梁单元长度构建一维梁单元；其中，所述截面包括多条边；/n步骤S2、以所述截面的各个边的长度和厚度为变量、给定的一维梁单元质量约束值为约束条件、以及以所述一维梁单元的一阶弯曲模态频率和侧向刚度最大化为优化目标进行多目标优化获得各个边的长度和厚度的最优解。/n

【技术特征摘要】
1.一种挤压铝合金梁结构性能的有限元计算方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、提供一挤压铝合金梁截面，以所述挤压铝合金梁截面为一维梁单元的截面特征、所述挤压铝合金梁的长度为一维梁单元长度构建一维梁单元；其中，所述截面包括多条边；
步骤S2、以所述截面的各个边的长度和厚度为变量、给定的一维梁单元质量约束值为约束条件、以及以所述一维梁单元的一阶弯曲模态频率和侧向刚度最大化为优化目标进行多目标优化获得各个边的长度和厚度的最优解。


2.如权利要求2所述的挤压铝合金梁结构性能的有限元计算方法，其特征在于，一维梁单元侧向刚度的有限元计算具体如下：
对所述一维梁单元中间位置施加侧向力，所述侧向力方向垂直于梁单元的轴向；
将施加侧向力的一维梁单元提交静力计算得到施加侧向力处的位移，根据公式K＝F/s计算得到一维梁单元的侧向刚度；其中，K为侧向刚度，S为施加侧向力处的位移，F为施加的侧向力。


3.如权利要求2所述的挤压铝合金梁结构性能的有限元计算方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
采用兰佐斯模态分析算法计算一维梁单元的一阶弯曲模态频率。


4.如权利要求3所述的挤压铝合金梁结构性能的有限元计算方法，其特征在于，所述进行多目标优化具体采用如下多目标优化函数进行优化：



其中，K为一维梁单元的侧向刚度，freq1为一维梁单元的一阶弯曲模态频率，m为一维梁单元质量值，mtarget为给定的一维梁单元质量约束值，Ti为梁截面的第i条边的厚度，li为第i条边的长度。


5.如权利要求4所述的挤压铝合金梁结构性能的有限元计算方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
采用遗传算法、MAGA算法或NSGA-II算...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈琛，熊飞，刘静，匡松松，
申请(专利权)人：广州汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44