本公开涉及一种起筋方法、大跨度件设计方法及装置、电子设备和介质，该起筋方法包括：获取目标件的起筋基面和起筋位置；基于所述起筋基面和起筋位置构建预定厚度的起筋有限元模型；利用自适应等效厚度计算公式对起筋有限元模型的各筋面进行筋面厚度等效处理；基于筋面厚度等效处理后的起筋有限元模型、工况模型和预定的优化目标优化起筋厚度；其中，优化目标包括起筋厚度的重量最小。该起筋方法考虑了工况模型和重量最小的优化目标，能够优化得到最优厚度的，同时，该方法还通过自适应等效厚度计算公式将起筋有限元模型的各筋面进行厚度等效处理，还能够提高优化过程的优化效率。还能够提高优化过程的优化效率。还能够提高优化过程的优化效率。
【技术实现步骤摘要】
起筋方法、大跨度件设计方法及装置、电子设备和介质
[0001]本公开涉及结构优化设计领域，具体地，涉及一种起筋方法、大跨度件设计方法及装置、电子设备和介质。
技术介绍
[0002]纯电动汽车相比于传统内燃机其动力更充沛线性，使得加速、制动、转向更为迅敏，对车身的零部件刚度提出了更高的要求。因此，车身零部件的结构设计显得尤为重要。
[0003]对于较大跨度的结构件来说，通常会通过起筋设计提高其强度和刚度，相关技术中，不同筋面的厚度结构通常是采用相同设计，如果能够进一步优化不必要的筋面厚度，将有利于车身轻量化要求。
技术实现思路
[0004]为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种起筋方法、大跨度件设计方法及装置、电子设备和介质。
[0005]为了实现上述目的，根据本公开实施例的第一方面，提供一种起筋方法，所述方法包括：
[0006]获取目标件的起筋基面和起筋位置；
[0007]基于所述起筋基面和起筋位置构建预定厚度的起筋有限元模型；
[0008]利用自适应等效厚度计算公式对起筋有限元模型的各筋面进行筋面厚度等效处理；
[0009]基于筋面厚度等效处理后的起筋有限元模型、工况模型和预定的优化目标优化起筋厚度；其中，优化目标包括起筋厚度的重量最小。
[0010]可选地，所述获取目标件的起筋基面和起筋位置，包括：
[0011]对目标件拓扑优化以获得第一传力路径；
[0012]根据第一传力路径的侧面边界构建第一拓扑域；
[0013]根据第一拓扑域的预设平面的梯度确定起筋基面；其中，当第一拓扑域在预设平面的梯度小于预设值时，目标件的上边框、下边框或者中面形成起筋基面；当第一拓扑域在预设平面的梯度大于等于预设值时，根据第一传力路径定义起筋基面。
[0014]可选地，所述获取目标件的起筋基面和起筋位置，还包括：
[0015]根据起筋基面、预定的拔模方式对目标件拓扑优化以获得第二传力路径；其中，所述拔模方式包括单向拔模和双向拔模；
[0016]根据第二传力路径确定目标件的起筋位置。
[0017]可选地，所述利用自适应等效厚度计算公式对起筋有限元模型的各筋面进行筋面厚度等效处理，包括：
[0018]选取起筋有限元模型各筋面的所有单元；
[0019]通过自适应等效厚度计算公式分别计算每个筋面所有单元的平均厚度；
[0020]所述自适应等效厚度计算公式为：
[0021][0022]其中，T(x)为自适应等效厚度；i为筋面第i个单元；
[0023]n为筋面上单元的总数量；t
i
(x)为第i个单元的厚度值；
[0024]或者，
[0025]所述自适应等效厚度计算公式为：
[0026][0027]其中，T(x)为自适应等效厚度；V为筋面上单元的总体积；
[0028]A为筋面的面积。
[0029]可选地，所述利用自适应等效厚度计算公式对起筋有限元模型的各筋面进行筋面厚度等效处理，还包括：
[0030]在起筋有限元模型为对称结构时，将对称的两个筋面的厚度转化为一个厚度并实现厚度关联。
[0031]可选地，所述基于筋面厚度等效处理后的起筋有限元模型、工况模型和预定的优化目标优化起筋厚度，包括：
[0032]基于筋面厚度等效处理后的起筋有限元模型和预定的工况模型构建起筋优化模型；
[0033]根据起筋优化模型构建联合仿真工作流；
[0034]基于联合仿真工作流和预定的优化目标优化起筋厚度。
[0035]根据本公开实施例的第二方面，提供一种大跨度件设计方法，所述方法包括：
[0036]获取大跨度件的设计拓扑空间和拓扑域模型；
[0037]基于拓扑域模型、预定的性能目标和设计拓扑空间确定大跨度件的初始结构设计；
[0038]根据大跨度件的初始结构设计确定大跨度件的起筋结构设计，所述起筋结构设计是基于本公开第一方面提供的起筋方法得到的。
[0039]可选地，所述获取大跨度件的设计拓扑空间和拓扑域模型，包括：
[0040]根据大跨度件的布置空间确定设计拓扑空间；
[0041]获取各工况对应的有限元模型；
[0042]基于设计拓扑空间和多工况对应的有限元模型确定拓扑域模型，其中，拓扑域模型包括单工况拓扑域模型和多工况拓扑域模型。
[0043]可选地，所述基于拓扑域模型、预定的性能目标和设计拓扑空间确定大跨度件的初始结构设计，包括：
[0044]基于单工况拓扑域模型和预定的性能目标在设计拓扑空间内拓扑优化与每个工况对应的单工况关键传力路径；
[0045]基于多工况拓扑域模型和预定的性能目标在设计拓扑空间内拓扑优化与多个工况对应的多工况关键传力路径；
[0046]基于单工况关键传力路径和多工况关键传力路径确定所述大跨度件的初始结构
设计。
[0047]可选地，所述基于拓扑域模型、预定的性能目标和设计拓扑空间确定大跨度件的初始结构设计，包括：
[0048]获取第一弹性模量下大跨度件各工况的第一仿真分析结果；
[0049]获取第二弹性模量下大跨度件各工况的第二仿真分析结果；
[0050]基于第一仿真分析结果、第二仿真分析结果和经验性能目标确定预定的性能目标；
[0051]其中，第二弹性模量大于第一弹性模量；所述工况包括扭转刚度工况、侧向刚度工况、偏置碰工况、正碰工况和动刚度工况。
[0052]可选地，在所述根据大跨度件的初始结构设计确定大跨度件的起筋结构设计的步骤后，所述方法还包括：
[0053]对所述大跨度件的起筋结构设计进行耐久性能验证分析。
[0054]根据本公开实施例的第三方面，提供一种起筋装置，所述装置包括：
[0055]第一获取模块，被配置为获取目标件的起筋基面和起筋位置；
[0056]第一构建模块，被配置为基于所述起筋基面和起筋位置构建预定厚度的起筋有限元模型；
[0057]第一处理模块，被配置为利用自适应等效厚度计算公式对起筋有限元模型的各筋面进行筋面厚度等效处理；
[0058]第一优化模块，被配置为基于筋面厚度等效处理后的起筋有限元模型、工况模型和预定的优化目标优化起筋厚度；其中，优化目标包括起筋厚度的重量最小。
[0059]根据本公开实施例的第四方面，提供一种大跨度件设计装置，所述装置包括：
[0060]第二获取模块，被配置为获取大跨度件的设计拓扑空间和拓扑域模型；
[0061]第一确定模块，被配置为基于拓扑域模型、预定的性能目标和设计拓扑空间确定大跨度件的初始结构设计；
[0062]第二确定模块，被配置为根据大跨度件的初始结构设计确定大跨度件的起筋结构设计，所述起筋结构设计是基于本公开第一方面提供的起筋方法得到的。
[0063]根据本公开实施例的第五方面，提供一种电子设备，包括：...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种起筋方法，其特征在于，所述方法包括：获取目标件的起筋基面和起筋位置；基于所述起筋基面和起筋位置构建预定厚度的起筋有限元模型；利用自适应等效厚度计算公式对起筋有限元模型的各筋面进行筋面厚度等效处理；基于筋面厚度等效处理后的起筋有限元模型、工况模型和预定的优化目标优化起筋厚度；其中，优化目标包括起筋厚度的重量最小。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取目标件的起筋基面和起筋位置，包括：对目标件拓扑优化以获得第一传力路径；根据第一传力路径的侧面边界构建第一拓扑域；根据第一拓扑域的预设平面的梯度确定起筋基面；其中，当第一拓扑域在预设平面的梯度小于预设值时，目标件的上边框、下边框或者中面形成起筋基面；当第一拓扑域在预设平面的梯度大于等于预设值时，根据第一传力路径定义起筋基面。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取目标件的起筋基面和起筋位置，还包括：根据起筋基面、预定的拔模方式对目标件拓扑优化以获得第二传力路径；其中，所述拔模方式包括单向拔模和双向拔模；根据第二传力路径确定目标件的起筋位置。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述利用自适应等效厚度计算公式对起筋有限元模型的各筋面进行筋面厚度等效处理，包括：选取起筋有限元模型各筋面的所有单元；通过自适应等效厚度计算公式分别计算每个筋面所有单元的平均厚度；所述自适应等效厚度计算公式为：其中，T(x)为自适应等效厚度；i为筋面第i个单元；n为筋面上单元的总数量；t
I
9x)为第i个单元的厚度值；或者，所述自适应等效厚度计算公式为：其中，T(x)为自适应等效厚度；V为筋面上单元的总体积；A为筋面的面积。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述利用自适应等效厚度计算公式对起筋有限元模型的各筋面进行筋面厚度等效处理，还包括：在起筋有限元模型为对称结构时，将对称的两个筋面的厚度转化为一个厚度并实现厚度关联。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于筋面厚度等效处理后的起筋有限元模型、工况模型和预定的优化目标优化起筋厚度，包括：
基于筋面厚度等效处理后的起筋有限元模型和预定的工况模型构建起筋优化模型；根据起筋优化模型构建联合仿真工作流；基于联合仿真工作流和预定的优化目标优化起筋厚度。7.一种大跨度件设计方法，其特征在于，所述方法包括：获取大跨度件的设计拓扑空间和拓扑域模型；基于拓扑域模型、预定的性能目标和设计拓扑空间确定大跨度件的初始结构设计；根据大跨度件的初始结构设计确定大跨度件的起筋结构设计，所述起筋结构设计是基于权利要求1
‑
6中任意一项所述的起筋优化方法得到的。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述获取大跨度件的设计拓扑空间和拓扑域模型，包括：根据大跨度件的布置空间确定设计拓扑空间；获取各工况对应的有限元...
【专利技术属性】
技术研发人员：苏永雷，
申请(专利权)人：小米汽车科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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