本发明专利技术涉及一种用于车身结构概念设计的参数优化方法，包括以下步骤：步骤一：搭建车身有限元模型；步骤二：车身结构拓扑分析和优化；步骤三：车身多学科性能仿真分析；步骤四：搭建车身参数化模型；步骤五：搭建车身多学科性能集成分析流程；步骤六：车身性能DOE仿真分析；步骤七：构建近似数学模型；步骤八：优化分析，获得最优变量组合。本发明专利技术还提出了一种存储介质。本发明专利技术能够在汽车概念设计阶段，将车身结构参数化，兼顾车身多学科性能需求，同时开展结构优化与轻量化工作。结构优化与轻量化工作。结构优化与轻量化工作。
【技术实现步骤摘要】
一种用于车身结构概念设计的参数优化方法和存储介质
[0001]本专利技术涉及汽车，具体涉及一种用于车身结构概念设计的参数优化方法和存储介质。
技术介绍
[0002]随着汽车工业在我国的飞速发展，单学科领域的结构优化手段日趋成熟完善，但由于汽车性能涉及多个学科领域性能，而不同学科对车身结构要求侧重不同，以至于在优化过程中，不同学科之间相互制约，优化方案相互冲突的案例时有发生，不同领域间的车身结构方案反复提出、验证、驳回、再提出与验证，在人力、物力、开发时间等资源方面造成较大浪费。
[0003]不同学科之间的不同分析指标有可能是相互关联的，也可能是相互排斥的；因此，当每个指标都优化到位后，多个学科的方案叠加起来，车身的某些性能指标有可能会远远超出目标需求，造成单一指标性能过剩，不利于汽车轻量化、降本，致使汽车产品在激烈竞争中处于劣势。若是在前期概念设计期间，综合考虑多学科领域之间的性能需求，方案设计初期就需考虑性能平衡，减少性能冗余，如此，兼顾性能与成本的仿真分析手段显得尤为重要。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的是提出一种用于车身结构概念设计的参数优化方法和存储介质，能够在汽车概念设计阶段，将车身结构参数化，兼顾车身多学科性能需求，同时开展结构优化与轻量化工作。
[0005]本专利技术所述的一种用于车身结构概念设计的参数优化方法，包括以下步骤：步骤一：搭建车身有限元模型；步骤二：车身结构拓扑分析和优化：基于车身有限元模型，定义拓扑分析设计区域，以车身钣金件料厚为设计变量，车身弯曲刚度、扭转刚度要求为约束，体积分数为响应，弯曲与扭转工况下的加权柔度最小为目标，得到设计区域的最佳传力路径，在此基础上对车身结构进行初步优化，得到车身初步优化模型；步骤三：车身多学科性能仿真分析：基于步骤二中的车身初步优化模型完成车身多学科性能仿真分析；步骤四：搭建车身参数化模型：基于步骤二中的车身初步优化模型，定义设计变量，更新并输出模型，完成车身参数化模型搭建；步骤五：搭建车身多学科性能集成分析流程：基于步骤四中的车身参数化模型和步骤三中的车身多学科性能仿真分析的设定，进行车身多学科性能仿真分析流程集成和后处理设置，完成车身多学科性能集成分析流程搭建；步骤六：车身性能DOE仿真分析：根据步骤五中的车身多学科性能集成分析流程，在各设计变量范围内随机生成多个实验样本，并对多个实验样本分别进行车身多学科性能
仿真分析，完成车身性能DOE分析；步骤七：构建近似数学模型：根据步骤六中的车身性能DOE分析的结果，构建精度满足要求的近似数学模型；步骤八：优化分析，获得最优变量组合：根据步骤七中的近似数学模型，开展优化分析，将车身多学科性能指标要求作为约束，以车身质量最小为目标，进行变量最优设计，获得最优变量组合。
[0006]可选的，所述步骤一包括以下步骤：采用Hypermesh和ANSA软件建立车身有限元模型。
[0007]可选的，所述步骤二包括以下步骤：在Hypermesh软件中，定义整个下车身为拓扑分析设计区域，车身钣金件料厚为设计变量，不小于车身弯曲刚度、扭转刚度目标值为约束，体积分数为响应，弯曲与扭转工况下的加权柔度最小为目标，进行拓扑分析，得到设计区域单元密度云图，解析出最佳传力路径，在此基础上对车身结构进行初步优化，得到车身初步优化模型。
[0008]可选的，所述步骤三包括以下步骤：基于步骤二中的车身初步优化模型完成车身多学科性能仿真分析，车身多学科性能包括刚度性能、NVH性能和碰撞性能。
[0009]可选的，所述步骤四包括以下步骤：基于步骤二中的车身初步优化模型，采用ANSA软件，将车身初步优化模型中的关键腔体截面尺寸、零部件厚度定义为设计变量，更新并输出模型，完成车身参数化模型搭建。
[0010]可选的，所述步骤五包括以下步骤：基于步骤四中的车身参数化模型和步骤三中的车身多学科性能仿真分析的设定，采用optimus软件，分别进行车身刚度性能、NVH性能和碰撞性能的仿真分析流程集成和后处理设置，完成车身多学科性能集成分析流程搭建。
[0011]可选的，所述步骤六包括以下步骤：根据步骤五中的车身多学科性能集成分析流程，采用optimus软件，在各设计变量范围内随机生成多个实验样本，并对多个实验样本分别进行车身多学科性能仿真分析，完成车身性能DOE分析。
[0012]可选的，所述步骤七包括以下步骤：根据步骤六中的车身性能DOE分析的结果，构建近似数学模型，若近似数学模型的精度不满足要求，则返回步骤六中增加实验样本的采集数量，直至近似数学模型的精度满足要求。
[0013]可选的，所述步骤八包括以下步骤：将车身刚度性能、NVH性能和碰撞性能指标要求作为约束，以车身质量最小为目标，进行变量最优设计，获得最优变量组合；调用车身有限元模型，对得到的最优变量组合进行分析验证，若满足车身刚度性能、NVH性能和碰撞性能指标要求，则优化结果合理。
[0014]本专利技术所述的一种存储介质，其存储有一个或多个计算机可读程序，一个或多个所述计算机可读程序被一个或多个控制器运行时，能执行如权利要求1
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9任一项所述的用于车身结构概念设计的参数优化方法。
[0015]本专利技术能够在汽车概念设计阶段，将车身结构参数化，兼顾车身多学科性能需求，同时开展结构优化与轻量化工作。
附图说明
[0016]图1为具体实施方式中所述的用于车身结构概念设计的参数优化方法的流程图；
图2为具体实施方式中所述的车身有限元模型的示意图；图3为具体实施方式中所述的设计区域单元密度云图以及初步优化方案的示意图；图4为具体实施方式中所述的IPI替代子模型和侧碰替代子模型的示意图；图5为具体实施方式中所述的零部件厚度设计变量和腔体截面尺寸设计变量的示意图；图6为具体实施方式中所述的车身多学科性能集成分析流程的示意图；图7为具体实施方式中所述的优化结果。
具体实施方式
[0017]以下将参照附图和优选实施例来说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书中所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。应当理解，优选实施例仅为了说明本专利技术，而不是为了限制本专利技术的保护范围。
[0018]需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
[0019]以某车型为例进行说明，某车型在研发的概念设计阶段，平台已初步确定，下车体技术路线与方案较为明确，但与造型相关的上车体暂未确定，因此，主要针对下车身进行结构概念设计的参数优化。
[0020]如图1所示的一种用于车身结构概念设计的参数优化方法，包括以下步骤：步骤一：搭建车身有本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于车身结构概念设计的参数优化方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：搭建车身有限元模型；步骤二：车身结构拓扑分析和优化：基于车身有限元模型，定义拓扑分析设计区域，以车身钣金件料厚为设计变量，车身弯曲刚度、扭转刚度要求为约束，体积分数为响应，弯曲与扭转工况下的加权柔度最小为目标，得到设计区域的最佳传力路径，在此基础上对车身结构进行初步优化，得到车身初步优化模型；步骤三：车身多学科性能仿真分析：基于步骤二中的车身初步优化模型完成车身多学科性能仿真分析；步骤四：搭建车身参数化模型：基于步骤二中的车身初步优化模型，定义设计变量，更新并输出模型，完成车身参数化模型搭建；步骤五：搭建车身多学科性能集成分析流程：基于步骤四中的车身参数化模型和步骤三中的车身多学科性能仿真分析的设定，进行车身多学科性能仿真分析流程集成和后处理设置，完成车身多学科性能集成分析流程搭建；步骤六：车身性能DOE仿真分析：根据步骤五中的车身多学科性能集成分析流程，在各设计变量范围内随机生成多个实验样本，并对多个实验样本分别进行车身多学科性能仿真分析，完成车身性能输入错误或特殊用法分析；步骤七：构建近似数学模型：根据步骤六中的车身性能DOE分析的结果，构建精度满足要求的近似数学模型；步骤八：优化分析，获得最优变量组合：根据步骤七中的近似数学模型，开展优化分析，将车身多学科性能指标要求作为约束，以车身质量最小为目标，进行变量最优设计，获得最优变量组合。2.根据权利要求1所述的用于车身结构概念设计的参数优化方法，其特征在于，所述步骤一包括以下步骤：采用Hypermesh和ANSA软件建立车身有限元模型。3.根据权利要求2所述的用于车身结构概念设计的参数优化方法，其特征在于，所述步骤二包括以下步骤：在Hypermesh软件中，定义整个下车身为拓扑分析设计区域，车身钣金件料厚为设计变量，不小于车身弯曲刚度、扭转刚度目标值为约束，体积分数为响应，弯曲与扭转工况下的加权柔度最小为目标，进行拓扑分析，得到设计区域单元密度云图，解析出最佳传力路径，在此基础上对车身结构进行初步优化，得到车身初步优化模型。4.根据权利要求3所述的用于车身结构概...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩晓亮，陈鹏，李学亮，路稳刚，王文娟，
申请(专利权)人：重庆长安汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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