本公开涉及一种车身的横梁的优化方法、装置及车身，该方法包括：建立车身模型以及建立拓扑模型，拓扑模型包括横梁拓扑模型；向拓扑模型加载动力学工况，以用于拓扑模型的一阶模态分析，向拓扑模型加载静力学工况，以等效拓扑模型的二阶模态工况；将静力学工况和动力学工况进行归一化，并进行工况加权，得到性能指标；基于性能指标，对拓扑模型进行拓扑优化，以获取一次优化模型。本公开通过多层级的设计优化，使得能够实现有效地提高待优化横梁的优化效率和优化效果，使得优化后的横梁具有较高的结构强度的同时，还有效地缩短了设计周期，降低设计成本。低设计成本。低设计成本。
【技术实现步骤摘要】
车身的横梁的优化方法、装置及车身
[0001]本公开涉及汽车
，具体地，涉及一种车身的横梁的优化方法、装置及车身。
技术介绍
[0002]横梁结构广泛应用在汽车顶棚、机舱、下车体等结构中，对于整车的结构强度以及稳定性起着至关重要的作用。横梁接头区域是指在结构中，横梁与例如立柱等其他构件相互连接，共同承担荷载的一个区域，在这个区域内，横梁与其他构件之间的连接形式、力传递方式和受力特点具有一定的相似性。铸造横梁及横梁结构的优化设计，有助于改善横梁的受力，提高结构的安全性和经济性。
[0003]相关技术中，横梁结构的设计通常是先进行结构设计，然后通过模拟或者实验验证并优化结构，但是由于为了更好地模拟实际的使用场景，往往造成模拟对象计算规模较大，使得分析优化效率较低，设计周期长且成本高。其中，对于横梁的拓扑优化，在实际操作中，由于横梁的拓扑模型截面积大幅增加，刚度增强，导致横梁在初始状态或优化迭代早期阶段往往无二阶模态，而优化迭代的过程中出现二阶模态，甚至二阶模态阵型与非拓扑模型不一致，致使优化过程无法自动追踪二阶模态的频率，即使追踪到二阶模态，也因为阵型不一致而发生信息错误，另外，相关技术中无法针对横梁的静动态多工况进行混合优化，也造成了优化效果较差的问题。
技术实现思路
[0004]为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种车身的横梁的优化方法、装置及车身。
[0005]根据本公开实施例的第一方面，提供一种车身的横梁的优化方法，包括：
[0006]建立车身模型以及建立拓扑模型，所述拓扑模型包括横梁拓扑模型；
[0007]向所述拓扑模型加载动力学工况，以用于所述拓扑模型的一阶模态分析，向所述拓扑模型加载静力学工况，以等效所述拓扑模型的二阶模态工况；
[0008]将所述静力学工况和所述动力学工况进行归一化，并进行工况加权，得到性能指标；
[0009]基于所述性能指标，对所述拓扑模型进行拓扑优化，以获取一次优化模型。
[0010]可选地，所述向所述拓扑模型加载静力学工况包括：
[0011]在所述拓扑模型的长度方向的1/4和3/4位置处加载大小相等、方向相反的异相位载荷，所述异相位载荷的方向平行于所述拓扑模型在所述位置处的表面的法向。
[0012]可选地，所述性能指标包括归一化组合柔度。
[0013]可选地，所述方法还包括：以预设优化目标和预设约束条件优化所述一次优化模型，以获取二次优化模型。
[0014]可选地，所述预设优化目标设定为横梁质量最低；和/或，
[0015]所述预设约束条件为：一阶模态不大于一阶模态目标值，二阶模态不大于二阶模态目标值。
[0016]可选地，所述方法还包括：对所述横梁优化前后进行路噪分析，以验证路噪效果。
[0017]可选地，所述拓扑域模型还包括横梁接头区域拓扑模型，所述横梁接头区域拓扑模型与所述横梁拓扑模型的弹性模量相同。
[0018]可选地，所述建立车身模型，包括：
[0019]建立纯净车身模型；
[0020]根据待优化的横梁的位置，将纯净车身模型分为至少两个子模型，所述待优化的横梁包含在其中一个所述子模型中，所述至少两个子模型之间通过超单元边界点连接；以及
[0021]将未包含所述待优化的横梁的子模型处理为超单元子模型，以使得所述纯净车身模型形成混合模型。
[0022]可选地，分隔所述至少两个子模型的截面贯穿A柱、前风挡玻璃、前门门槛；或者，
[0023]分隔所述至少两个子模型的截面贯穿C柱、顶棚、后门门槛。
[0024]可选地，所述建立车身模型，还包括：
[0025]在所述混合模型的基础上添加超单元电池包模型和超单元副车架模型，以形成所述车身模型。
[0026]根据本公开实施例的第二方面，提供一种车身的横梁的优化装置，包括：
[0027]模型构建模块，被配置为用于建立车身模型以及建立拓扑模型，所述拓扑模型包括横梁拓扑模型；
[0028]加载模块，被配置为向所述拓扑模型加载动力学工况，以用于所述拓扑模型的一阶模态分析，向所述拓扑模型加载静力学工况，以等效所述拓扑模型的二阶模态工况；
[0029]分析模块，被配置为将所述静力学工况和所述动力学工况进行归一化，并进行工况加权，得到性能指标；以及
[0030]第一优化模块，被配置为基于所述性能指标，对所述拓扑模型进行拓扑优化，以获取一次优化模型。
[0031]根据本公开实施例的第三方面，提供一种车身，所述车身采用本公开第一方面所提供的车身的横梁的优化方法优化横梁。
[0032]本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：首先建立车身模型以及建立横梁拓扑模型，通过向横梁拓扑模型加载动力学工况，用于实现对横梁拓扑模型的一阶模态分析，同时向该横梁拓扑模型加载静力学工况，实现等效拓扑模型的二阶模态工况，然后将上述静力学工况和动力学工况进行归一化，并进行工况加权，得到性能指标，接着基于该性能指标，可以对拓扑模型进行拓扑优化，以获取一次优化模型。如此，通过上述方法，实现了将静力学工况和动力学工况相应的性能指标转换为单一的性能指标，即，归一化后并进行工况加权进而获取到的性能指标，解决了相关技术中无法兼顾动力学工况和静力学工况多工况进行混合优化的问题的同时，还提高了对横梁拓扑模型进行拓扑优化时的优化效率和优化效果，使得优化后的横梁具有较高的结构强度的同时，还有效地缩短了设计周期，降低设计成本。
[0033]应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不
能限制本公开。
附图说明
[0034]此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。
[0035]图1是根据一示例性实施例示出的一种车身的横梁的优化方法的流程图。
[0036]图2是根据一示例性实施例示出的一种车身的横梁的优化装置的框图。
[0037]图3是根据一示例性实施例示出的一种用于执行车身的横梁的优化方法的装置的框图。
[0038]图4是横梁优化前后路噪分析模拟图。
具体实施方式
[0039]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
[0040]需要说明的是，本公开中所有获取信号、信息或数据的动作都是在遵照所在地国家相应的数据保护法规政策的前提下，并获得由相应装置所有者给予授权的情况下进行的。
[0041]图1是根据一示例性实施例示出的一种车身的横梁的优化方法的流程图。如图1所示，该车身的横梁的优化方法包括步骤S101至步骤S104。
[0042]在本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种车身的横梁的优化方法，其特征在于，包括：建立车身模型以及建立拓扑模型，所述拓扑模型包括横梁拓扑模型；向所述拓扑模型加载动力学工况，以用于所述拓扑模型的一阶模态分析，向所述拓扑模型加载静力学工况，以等效所述拓扑模型的二阶模态工况；将所述静力学工况和所述动力学工况进行归一化，并进行工况加权，得到性能指标；基于所述性能指标，对所述拓扑模型进行拓扑优化，以获取一次优化模型。2.根据权利要求1所述的车身的横梁的优化方法，其特征在于，所述向所述拓扑模型加载静力学工况包括：在所述拓扑模型的长度方向的1/4和3/4位置处加载大小相等、方向相反的异相位载荷，所述异相位载荷的方向平行于所述拓扑模型在所述位置处的表面的法向。3.根据权利要求1所述的车身的横梁的优化方法，其特征在于，所述性能指标包括归一化组合柔度。4.根据权利要求1所述的车身的横梁的优化方法，其特征在于，所述方法还包括：以预设优化目标和预设约束条件优化所述一次优化模型，以获取二次优化模型。5.根据权利要求4所述的车身的横梁的优化方法，其特征在于，所述预设优化目标设定为横梁质量最低；和/或，所述预设约束条件为：一阶模态不大于一阶模态目标值，二阶模态不大于二阶模态目标值。6.根据权利要求4所述的车身的横梁的优化方法，其特征在于，所述方法还包括：对所述横梁优化前后进行路噪分析，以验证路噪效果。7.根据权利要求1所述的车身的横梁的优化方法，其特征在于，所述拓扑域模型还包括横梁接头区域拓扑模型，所述横梁接头区域拓扑模型与所述横梁拓扑模型的弹...
【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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