一种基于多任务的汽车吸能盒结构优化设计方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于多任务的汽车吸能盒结构优化设计方法及系统，具体步骤如下：根据工程师确定的多种汽车吸能盒结构设计方案建立多任务优化数学模型；分别建立多任务优化中各个子任务的设计群体和归档集，构建基于多任务代理模型的辅助差分进化优化模块，进行全局优化搜索；结合高斯过程优化和知识迁移策略，构建最优个体迁移模块，进行局部优化搜索，加速搜索过程；最后根据各归档集确定最优设计方案。相比现有的单任务优化设计方法，本发明专利技术方法充分利用各个设计方案的相关性，保证优化求解的稳定性，缩短优化设计时间，可高效实现汽车吸能盒结构的优化设计。汽车吸能盒结构的优化设计。汽车吸能盒结构的优化设计。

【技术实现步骤摘要】
一种基于多任务的汽车吸能盒结构优化设计方法及系统


[0001]本专利技术涉及汽车结构设计领域，具体涉及一种基于多任务的汽车吸能盒结构优化设计方法及系统。

技术介绍

[0002]近年来，随着我国工业发展水平和经济发展水平的提升，我国汽车工业发展迅速，汽车已经成为了家庭和个人出行的首选代步工具，达到了4.06亿辆。然而巨大的汽车保留量，也对人们的安全出行提出了重大挑战，现我国每年发生车祸近20万起，因车祸死亡人数达10万。因此，安全性仍然是目前汽车工业发展所面临的主要问题之一，与之相关的结构优化设计研究一直是汽车行业中的前沿和热点。
[0003]汽车吸能盒是位于汽车保险杠后方的一个重要吸能部件，对汽车的安全性具有显著影响，在发生碰撞事故时，通过压溃变形吸收碰撞能量，同时将部件变形尽量控制在较小区域内以保护其余重要零部件，可降低后续维修成本。吸能盒的耐撞性通常采用其在压溃实验中所获得的吸能值和峰值力来评价。一般而言，吸能值越大则吸能盒的吸能能力越强，而峰值力越小则意味着发生撞击时乘客受到的瞬态冲击越小，进而安全性也越高。因此，在实际的汽车吸能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多任务的汽车吸能盒结构优化设计方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、构建吸能盒结构优化设计的多任务优化问题的数学模型；S2、分别建立多任务优化问题中各个子任务的子设计群体和子任务归档集；S3、构建基于多任务代理模型的辅助差分进化优化模块，进行全局优化搜索；，形成更新后的子设计群体；S4、结合高斯过程优化和知识迁移策略，构建最优个体迁移模块，进行局部优化搜索，加速搜索过程；S5、重复S3～S4步骤直至满足停止要求，根据各归档集确定最优设计方案。2.根据权利要求1所述基于多任务的汽车吸能盒结构优化设计方法，其特征在于，步骤S1中数学模型表达式为：max:EA(x)
t
(t＝1,
…
,n)S.t.PCF(x)≤PCF0M(x)≤M0L
i
≤x≤U
i
,(i＝1,
…
,d)其中，x为设计参数，由厚度设计参数组成的向量；EA(x)表示吸能结构的吸能值，为汽车吸能盒结构设计的主要目标；n表示总共的设计方案个数，每个设计方案作为多任务优化中的一个子任务；PCF(x)表示吸能盒结构受碰撞中的峰值力；M(x)为吸能盒结构的重量；PCF0和M0分别为用户设定需要满足的峰值力和重量指标，L
i
和U
i
为第i个设计参数的下限和上限；d为待优化结构设计参数的数目，即x的维度。3.根据权利要求1所述基于多任务的汽车吸能盒结构优化设计方法，其特征在于，步骤S2包括如下步骤：S2.1、对n个子任务建立大小为n的设计群体X＝{X1,X2...X
t
...X
n
}和归档集A＝{A1,A2...A
t
...A
n
}，其中子设计群体X
t
表示第t个子任务中设计个体的集合，A
t
表示第t个子任务的子归档集，子设计群体X
t
和子归档集A
t
初始均为空集；S2.2、对设计种群X＝{X1,X2...X
t
...X
n
}和归档集A＝{A1,A2...A
t
...A
n
}进行初始化：对每个子任务使用拉丁超立方采样方法采样设计参数空间，生成大小为b的子设计群体X
t
＝{x
j
|j＝1,
…
,b}，其中个体x
j
代表第j组设计参数，然后对子设计群体中每个个体x
j
采用结构有限元分析软件进行吸能评估，计算的评估信息作为对应个体的适应度值Y
t
＝{y
j
|j＝1,
…
,b}，y
j
表示第j个设计个体的适应度值；最后将子设计群体和对应的适应度值存储于子任务归档集A＝{A
t
|t＝1,
…
,b}，A
t
表示第t个子任务的归档集。4.根据权利要求1所述基于多任务的汽车吸能盒结构优化设计方法，其特征在于，步骤S3中多任务代理模型辅助模块包含以下步骤：S3.1、各子设计群体基于差分进化算子生成若干个优化...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，谭胜涟，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：