液力变矩器设计分析优化一体化系统技术方案

本发明专利技术公开一种液力变矩器设计分析优化一体化系统，包括改型设计模块、分析模块和优化模块，改型设计模块与分析模块、分析模块与优化模块之间建立两两接口，实现相应参数的传递，构成一体化系统；所述改型设计模块对流道模型进行参数化设计；所述分析模块设置网格划分参数和仿真参数，进行不同改型设计在不同工况下仿真的自动化运行；所述优化模块，读取仿真计算模型，建立多目标优化问题，自动选取优化策略，多目标优化结果分析，最终确定优化设计参数。本发明专利技术的优点是缩短了整个性能优化设计周期，人工成本低。人工成本低。人工成本低。

【技术实现步骤摘要】
液力变矩器设计分析优化一体化系统


[0001]本专利技术涉及汽车液力变矩器领域，特别涉及一种液力变矩器设计分析优化一体化系统。

技术介绍

[0002]随着产品更新迭代速度的不断加快，快速开发一款产品的能力对于提升企业的市场竞争力愈加重要。液力性能是液力变矩器最重要的性能，通过改型设计达到客户需求的性能要求是产品整个开发过程中必不可少的阶段，也是产品开发周期中时间占比最大的一个阶段。故缩短液力变矩器的性能优化周期是缩短整个产品开发周期的主要途径。目前常用的方法是依据经验不断调整叶形，然后通过仿真进行性能结果验证，直至结果满足客户对性能的需求。由于液力变矩器叶形设计参数多达几十个，该方法不可避免的需要大量的尝试性改型，每次改型都需要重新进行三维模型搭建，仿真参数设置及计算，大幅增加了产品开发周期，改型设计效率低；最终设计是基于经验不断尝试改型得到的，大概率存在更好的设计参数组合，故最终优化结果也并非最佳设计。这是本申请需要着重改善的地方。

技术实现思路

[0003]本专利技术所要解决的技术问题是要提供一种液力变矩器设计分析优化一体化系统，提高了改型设计效率和容错率，优化效果显著提高，整个性能优化设计周期缩短。
[0004]为了解决以上的技术问题，本专利技术提供了一种液力变矩器设计分析优化一体化系统，包括改型设计模块、分析模块和优化模块，改型设计模块与分析模块、分析模块与优化模块之间建立两两接口，实现相应参数的传递，构成一体化系统；所述改型设计模块对流道模型进行参数化设计；所述分析模块设置网格划分参数和仿真参数，进行不同改型设计在不同工况下仿真的自动化运行；所述优化模块，读取仿真计算模型，建立多目标优化问题，自动选取优化策略，多目标优化结果分析，最终确定优化设计参数。
[0005]所述改型设计模块，是建立参数化流道模型，选择待优化的设计参数，建立设计
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分析模块接口，包括如下的具体步骤：S11：选择泵轮、或涡轮、或导轮中的某一个叶轮的叶栅系统作为优化设计对象；S12：对流道模型进行参数化设计，包括叶片内外环中间骨线的参数化设计和轮廓厚度变化规律的参数化设计；S13：参数化模型设计完成后，选取需要优化的设计参数，并确定选定设计参数的变化范围；S14：建立设计
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分析模块接口，实现优化设计参数在设计模块和仿真分析模块的自由传递。
[0006]所述分析模块，包括如下的具体步骤：S21：定义物理模型和边界条件；S22：设置网格划分参数，包括网格大小和边界层网格参数；
S23：设置仿真收敛标准和后处理参数；S24：将多工况同时运行的程序集成在仿真软件中，为多目标优化提供了模型基础，实现不同改型设计在不同工况下的仿真的自动化运行；S25：将仿真计算结果与试验数据进行对比，确定仿真策略的可靠性，可靠的仿真策略是多目标优化正确性运行的前提；采用单流道模型进行仿真计算。
[0007]所述优化模块，包括如下的具体步骤：S31：通过分析
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优化接口读取仿真策略可靠性已确认的仿真计算模型；S32：建立多目标优化问题，设置优化设计参数及变动范围，设定优化性能响应目标；S33：多目标优化运行时，自动选取优化策略，优化中的调整参数在搜索期间自动进行修改；S34：多目标优化运行完成后，得到一组Pareto前沿优化点，每个点代表一组优化设计参数组合，根据目标性能选取优化设计参数，然后通过全工况点的仿真计算，最终确认最佳优化设计参数。
[0008]本专利技术的优越功效在于：1）本专利技术的改型设计模块，对流道模型进行参数化设计，实现了“一键更新”改型，改型设计效率提高了90%；2）本专利技术实现了不同改型设计在不同工况仿真的自动化运行，降低了人工成本，提高了容错率；3）本专利技术选用自动化搜索优化策略方法，根据仿真计算结果选用最佳的优化方法，优化效果显著提高；4）本专利技术将改型设计、仿真分析和多目标优化进行模块化集成，建立了设计分析优化的一体化系统，整个性能优化设计周期缩短了80%，整个一体化系统运行过程中，无需人工干预，大幅降低了人工成本。
附图说明
[0009]构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术具体实施例的流程图；图2为本专利技术具体实施例导轮叶片内外环中间骨线的参数化设计示意图；图3为本专利技术具体实施例导轮叶片轮廓厚度变化规律参数化设计示意图；图4为本专利技术具体实施例导轮单流道参数化模型示意图；图5为本专利技术具体实施例性能仿真计算结果与试验数据对比图；图6为本专利技术具体实施例优化前后导轮叶片叶形对比图。
具体实施方式
[0010]以下结合附图对本专利技术的实施例进行详细说明。
[0011]图1示出了本专利技术实施例的流程图。如图1所示，本专利技术提供了一种液力变矩器设
计分析优化一体化系统，包括改型设计模块、仿真分析模块和优化模块，改型设计模块与仿真分析模块、仿真分析模块与优化模块之间建立两两接口，实现相应参数的传递，构成一体化系统；其中：所述改型设计模块，是建立参数化流道模型，选择待优化的设计参数，建立设计
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分析模块接口。
[0012]影响液力变矩器液力性能的主要因素是循环圆形状和泵轮、涡轮和导轮的叶栅系统设计参数。在空间尺寸确定的情况下，循环圆形状可优化空间受到限制，因此，叶轮的叶栅系统优化成为主要优化方向。为了减少模具开发成本，一般优先选择某一个叶轮作为优化设计对象，本专利技术具体实施例以导轮叶栅系统优化为例对本专利技术一体化系统进行详细说明：首先对导轮流道模型进行参数化设计，主要包括叶片内外环中间骨线的参数化设计和轮廓厚度变化规律的参数化设计。图2为导轮叶片内外环中间骨线的参数化设计示意图，曲线宽度由导轮对应循环圆尺寸确定，同时为了保证导轮叶片之间的间隙要求，导轮叶片侧向偏移尺寸由间隙要求尺寸和叶片数确定。图2中各个参数为：a1—导轮进口角；a2—导轮出口角；L1—导轮进口边长度；L2—导轮叶片侧向偏移。
[0013]图3为导轮叶片轮廓厚度变化规律参数化设计示意图，该轮廓厚度变化规律不局限于本专利技术所示意的曲线形状，更多合理的曲线形状均在本专利技术应用范围内。图3中各个参数为：R1—轮廓进口端半径；R2—轮廓出口端半径；L1—叶片最大厚度位置尺寸；L2—叶片总长度；H2—叶片最大厚度。
[0014]为了提高仿真计算效率，本专利技术采用单流道模型进行仿真计算，图4为导轮单流道参数化模型示意图，参数化模型设计完成后，选取需要优化的设计参数，并确定选定设计参数的变化范围。然后建立设计
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分析模块接口，实现优化设计参数在改型设计模块和仿真分析模块的自由传递。
[0015]所述仿真分析模块，设置网格划分参数和仿真参数，进行不同改型设计在不同工况下的仿真的自动化运行。通过设计
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分析模块接口将液力变矩器单流道模型由改型设计模块传递至仿真分析模块，初步定义物理模型和边界条件，本专利技术具体实施例选本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种液力变矩器设计分析优化一体化系统，其特征在于：包括改型设计模块、分析模块和优化模块，改型设计模块与分析模块、分析模块与优化模块之间建立两两接口，实现相应参数的传递，构成一体化系统；所述改型设计模块对流道模型进行参数化设计；所述分析模块设置网格划分参数和仿真参数，进行不同改型设计在不同工况下仿真的自动化运行；所述优化模块，读取仿真计算模型，建立多目标优化问题，自动选取优化策略，多目标优化结果分析，最终确定优化设计参数。2.根据权利要求1所述的液力变矩器设计分析优化一体化系统，其特征在于：所述改型设计模块，是建立参数化流道模型，选择待优化的设计参数，建立设计
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分析模块接口，包括如下的具体步骤：S11：选择泵轮、或涡轮、或导轮中的某一个叶轮的叶栅系统作为优化设计对象；S12：对流道模型进行参数化设计，包括叶片内外环中间骨线的参数化设计和轮廓厚度变化规律的参数化设计；S13：参数化模型设计完成后，选取需要优化的设计参数，并确定选定设计参数的变化范围；S14：建立设计
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分析模块接口，实现优化设计参数在设计模块和仿真分析模块的自由传递。3.根据权利要求1所述的液力变矩器设计分析优化一体化系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈洁，陈祥，
申请(专利权)人：华域动力总成部件系统上海有限公司，
类型：发明
国别省市：