本申請(qǐng)公開(kāi)了一種門(mén)檻梁的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法、裝置及電子設(shè)備。其中，該方法包括：獲取與原始門(mén)檻梁輪廓相同的初始模型；對(duì)初始模型進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化處理，得到拓?fù)鋬?yōu)化模型，其中，拓?fù)鋬?yōu)化處理包括設(shè)計(jì)變量、約束響應(yīng)和目標(biāo)響應(yīng)，設(shè)計(jì)變量包括對(duì)初始模型輪廓內(nèi)的填充區(qū)域進(jìn)行處理，約束響應(yīng)包括采用多個(gè)工況下的位移約束和體積分?jǐn)?shù)約束對(duì)初始模型進(jìn)行約束，目標(biāo)響應(yīng)包括采用多目標(biāo)函數(shù)對(duì)初始模型進(jìn)行優(yōu)化，多目標(biāo)函數(shù)以多個(gè)工況下的加權(quán)柔度最小化為目標(biāo)；對(duì)拓?fù)鋬?yōu)化模型進(jìn)行幾何重構(gòu)處理，得到重構(gòu)模型。本申請(qǐng)解決了由于相關(guān)技術(shù)中的門(mén)檻梁結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)大多是針對(duì)單一工況進(jìn)行優(yōu)化，無(wú)法滿足在多種工況下的輕量化要求和剛度最大化要求的技術(shù)問(wèn)題。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本申請(qǐng)涉及結(jié)構(gòu)優(yōu)化分析，具體而言，涉及一種門(mén)檻梁的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法、裝置及電子設(shè)備。
技術(shù)介紹
1、隨著新能源車(chē)輛的蓬勃發(fā)展，輕量化設(shè)計(jì)已成為提升車(chē)輛能源效率和延長(zhǎng)行駛里程的關(guān)鍵策略。汽車(chē)門(mén)檻梁，作為車(chē)身結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，不僅承載著車(chē)輛的重量，還在正面和側(cè)面碰撞中起著關(guān)鍵的支撐和保護(hù)作用。然而，輕量化設(shè)計(jì)與保持結(jié)構(gòu)安全性的矛盾日益凸顯，尤其是在門(mén)檻梁的設(shè)計(jì)上，如何在減輕重量的同時(shí)確保其在多種工況下具有足夠的剛度，成為了工程師們面臨的一大挑戰(zhàn)。
2、在相關(guān)技術(shù)中，對(duì)門(mén)檻梁的輕量化設(shè)計(jì)多采用單一工況下的拓?fù)鋬?yōu)化方法，以位移最小化和體積分?jǐn)?shù)約束為目標(biāo)，忽視了車(chē)輛在實(shí)際運(yùn)行中會(huì)遇到的復(fù)雜多變的加載條件。例如，門(mén)檻梁需要同時(shí)承受前座椅橫梁的垂直載荷、后座椅橫梁的垂直載荷、側(cè)向載荷、電池安裝點(diǎn)的垂直載荷以及門(mén)檻梁中心面的垂直載荷。單一工況下的優(yōu)化方法雖然能在特定工況下實(shí)現(xiàn)輕量化和剛度的改善，但在其他工況下可能無(wú)法達(dá)到最優(yōu)，甚至影響車(chē)輛的整體安全性能。
3、因此，相關(guān)技術(shù)中的門(mén)檻梁結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法在處理輕量化和多工況剛度優(yōu)化之間的平衡時(shí)，存在一定的局限性，無(wú)法有效地滿足新能源車(chē)輛對(duì)門(mén)檻梁結(jié)構(gòu)性能的全面要求。
4、針對(duì)上述的問(wèn)題，目前尚未提出有效的解決方案。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本申請(qǐng)實(shí)施例提供了一種門(mén)檻梁的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法、裝置及電子設(shè)備，以至少解決由于相關(guān)技術(shù)中的門(mén)檻梁結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)大多是針對(duì)單一工況進(jìn)行優(yōu)化，無(wú)法滿足在多種工況下的輕量化要求和剛度最大化要求的技術(shù)問(wèn)題。</p>2、根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的一個(gè)方面，提供了一種門(mén)檻梁的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，包括：獲取與原始門(mén)檻梁輪廓相同的初始模型；對(duì)初始模型進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化處理，得到拓?fù)鋬?yōu)化模型，其中，拓?fù)鋬?yōu)化處理包括設(shè)計(jì)變量、約束響應(yīng)和目標(biāo)響應(yīng)，設(shè)計(jì)變量包括對(duì)初始模型輪廓內(nèi)的填充區(qū)域進(jìn)行處理，約束響應(yīng)包括采用多個(gè)工況下的位移約束和體積分?jǐn)?shù)約束對(duì)初始模型進(jìn)行約束，目標(biāo)響應(yīng)包括采用多目標(biāo)函數(shù)對(duì)初始模型進(jìn)行優(yōu)化，多目標(biāo)函數(shù)以多個(gè)工況下的加權(quán)柔度最小化為目標(biāo)；對(duì)拓?fù)鋬?yōu)化模型進(jìn)行幾何重構(gòu)處理，得到重構(gòu)模型，其中，重構(gòu)模型為包括結(jié)構(gòu)優(yōu)化后的門(mén)檻梁設(shè)計(jì)，且用于實(shí)際制造的幾何模型。
3、可選地，獲取與原始門(mén)檻梁輪廓相同的初始模型之前，方法還包括：確定原始門(mén)檻梁在多個(gè)工況下的最大位移和剛度值，其中，多個(gè)工況包括：前座椅橫梁處-z向加載、后座椅橫梁處-z向加載、側(cè)向-y向加載、電池安裝點(diǎn)-z向加載、中心面-z向加載。
4、可選地，約束響應(yīng)包括采用多個(gè)工況下的位移約束和體積分?jǐn)?shù)約束對(duì)初始模型進(jìn)行約束，其中，位移約束包括：在前座椅橫梁處-z向加載的工況下，重構(gòu)模型的最大位移不超過(guò)原始門(mén)檻梁的最大位移；在后座椅橫梁處-z向加載的工況下，重構(gòu)模型的最大位移不超過(guò)原始門(mén)檻梁的最大位移；在側(cè)向-y向加載的工況下，重構(gòu)模型的最大位移不超過(guò)原始門(mén)檻梁的最大位移；在電池安裝點(diǎn)-z向加載的工況下，重構(gòu)模型的最大位移不超過(guò)原始門(mén)檻梁的最大位移；在中心面-z向加載的工況下，重構(gòu)模型的最大位移不超過(guò)原始門(mén)檻梁的最大位移；體積分?jǐn)?shù)約束包括：初始模型的體積分?jǐn)?shù)不超過(guò)預(yù)設(shè)閾值，其中，預(yù)設(shè)閾值為0~1之間的任意值。
5、可選地，設(shè)計(jì)變量包括對(duì)初始模型輪廓內(nèi)的填充區(qū)域進(jìn)行處理，包括：確定初始模型的擠壓路徑，其中，擠壓路徑用于確保拓?fù)鋬?yōu)化后的門(mén)檻梁在擠壓方向上的橫截面保持一致，擠壓路徑由一系列均勻分布在初始模型前后方向上的控制點(diǎn)構(gòu)成，控制點(diǎn)用于指導(dǎo)初始模型的內(nèi)部材料在擠壓過(guò)程中的分布；依據(jù)擠壓路徑對(duì)填充區(qū)域進(jìn)行擠壓操作。
6、可選地，多目標(biāo)函數(shù)通過(guò)以下方式確定：確定初始模型在多個(gè)工況下的位移轉(zhuǎn)置矩陣、工況載荷和柔度權(quán)重系數(shù)，其中，位移轉(zhuǎn)置矩陣用于表示初始模型在多個(gè)工況下的位移分布，工況載荷用于表示初始模型在多個(gè)工況下所承受的外力，柔度權(quán)重系數(shù)用于表示多個(gè)工況在多目標(biāo)函數(shù)中的重要程度；依據(jù)位移轉(zhuǎn)置矩陣和工況載荷確定柔度目標(biāo)函數(shù)；依據(jù)柔度目標(biāo)函數(shù)和柔度權(quán)重系數(shù)確定多目標(biāo)函數(shù)。
7、可選地，柔度目標(biāo)函數(shù)與初始模型的最大位移正相關(guān)，與初始模型的剛度值負(fù)相關(guān)。
8、可選地，對(duì)拓?fù)鋬?yōu)化模型進(jìn)行幾何重構(gòu)處理，得到門(mén)檻梁的重構(gòu)模型之后，方法還包括：確定原始門(mén)檻梁的第一質(zhì)量，以及確定重構(gòu)模型的第二質(zhì)量；依據(jù)第一質(zhì)量和第二質(zhì)量確定重構(gòu)模型的減重比。
9、可選地，對(duì)拓?fù)鋬?yōu)化模型進(jìn)行幾何重構(gòu)處理，得到門(mén)檻梁的重構(gòu)模型之后，方法還包括：獲取原始門(mén)檻梁在多個(gè)工況下的剛度值，以及確定重構(gòu)模型在多個(gè)工況下的目標(biāo)剛度值；依據(jù)剛度值和目標(biāo)剛度值確定重構(gòu)模型的剛度提升比。
10、根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的另一方面，還提供了一種門(mén)檻梁的結(jié)構(gòu)優(yōu)化裝置，包括：獲取模塊，用于獲取與原始門(mén)檻梁輪廓相同的初始模型；優(yōu)化模塊，用于對(duì)初始模型進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化處理，得到拓?fù)鋬?yōu)化模型，其中，拓?fù)鋬?yōu)化處理包括設(shè)計(jì)變量、約束響應(yīng)和目標(biāo)響應(yīng)，設(shè)計(jì)變量包括對(duì)初始模型輪廓內(nèi)的填充區(qū)域進(jìn)行處理，約束響應(yīng)包括采用多個(gè)工況下的位移約束和體積分?jǐn)?shù)約束對(duì)初始模型進(jìn)行約束，目標(biāo)響應(yīng)包括采用多目標(biāo)函數(shù)對(duì)初始模型進(jìn)行優(yōu)化，多目標(biāo)函數(shù)以多個(gè)工況下的加權(quán)柔度最小化為目標(biāo)；重構(gòu)模塊，用于對(duì)拓?fù)鋬?yōu)化模型進(jìn)行幾何重構(gòu)處理，得到重構(gòu)模型，其中，重構(gòu)模型為包括結(jié)構(gòu)優(yōu)化后的門(mén)檻梁設(shè)計(jì)，且用于實(shí)際制造的幾何模型。
11、根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的又一方面，還提供了一種電子設(shè)備，包括：存儲(chǔ)器和處理器，其中，存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)程序指令；處理器，與存儲(chǔ)器連接，用于執(zhí)行實(shí)現(xiàn)上述門(mén)檻梁的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法。
12、根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的再一方面，還提供了一種非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)，非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)包括存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)程序，其中，非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)所在設(shè)備通過(guò)運(yùn)行計(jì)算機(jī)程序執(zhí)行上述門(mén)檻梁的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法。
13、根據(jù)本申請(qǐng)實(shí)施例的再一方面，還提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)指令，計(jì)算機(jī)指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)上述門(mén)檻梁的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法。
14、在本申請(qǐng)實(shí)施例中，通過(guò)獲取與原始門(mén)檻梁輪廓相同的初始模型；對(duì)初始模型進(jìn)行拓?fù)鋬?yōu)化處理，得到拓?fù)鋬?yōu)化模型，其中，拓?fù)鋬?yōu)化處理包括設(shè)計(jì)變量、約束響應(yīng)和目標(biāo)響應(yīng)，設(shè)計(jì)變量包括對(duì)初始模型輪廓內(nèi)的填充區(qū)域進(jìn)行處理，約束響應(yīng)包括采用多個(gè)工況下的位移約束和體積分?jǐn)?shù)約束對(duì)初始模型進(jìn)行約束，目標(biāo)響應(yīng)包括采用多目標(biāo)函數(shù)對(duì)初始模型進(jìn)行優(yōu)化，多目標(biāo)函數(shù)以多個(gè)工況下的加權(quán)柔度最小化為目標(biāo)；對(duì)拓?fù)鋬?yōu)化模型進(jìn)行幾何重構(gòu)處理，得到重構(gòu)模型，其中，重構(gòu)模型為包括結(jié)構(gòu)優(yōu)化后的門(mén)檻梁設(shè)計(jì)，且用于實(shí)際制造的幾何模型，達(dá)到了基于拓?fù)鋬?yōu)化方案和多工況約束策略，確保門(mén)檻梁結(jié)構(gòu)在滿足輕量化的同時(shí)又能保證剛度最大化的目的，從而實(shí)現(xiàn)了提升車(chē)輛的整體安全性能和輕量化水平的技術(shù)效果，進(jìn)而解決了由于相關(guān)技術(shù)中的門(mén)檻梁結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)大多是針對(duì)單一工況進(jìn)行優(yōu)化，無(wú)法滿足在多種工況下的輕量化要求和剛度最大化要求的技術(shù)問(wèn)題。
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【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種門(mén)檻梁的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，獲取與原始門(mén)檻梁輪廓相同的初始模型之前，所述方法還包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述約束響應(yīng)包括采用多個(gè)工況下的位移約束和體積分?jǐn)?shù)約束對(duì)所述初始模型進(jìn)行約束，其中，
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述設(shè)計(jì)變量包括對(duì)所述初始模型輪廓內(nèi)的填充區(qū)域進(jìn)行處理，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述多目標(biāo)函數(shù)通過(guò)以下方式確定：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述柔度目標(biāo)函數(shù)與所述初始模型的最大位移正相關(guān)，與所述初始模型的剛度值負(fù)相關(guān)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對(duì)所述拓?fù)鋬?yōu)化模型進(jìn)行幾何重構(gòu)處理，得到所述門(mén)檻梁的重構(gòu)模型之后，所述方法還包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對(duì)所述拓?fù)鋬?yōu)化模型進(jìn)行幾何重構(gòu)處理，得到所述門(mén)檻梁的重構(gòu)模型之后，所述方法還包括：
9.一種門(mén)檻梁的結(jié)構(gòu)優(yōu)化裝置，其特征在于，包括：
10.一種電子設(shè)備，其特征在于，包括：存儲(chǔ)器和處理器，其中，所述存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)程序指令；所述處理器，與所述存儲(chǔ)器連接，用于執(zhí)行實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至7中任意一項(xiàng)所述的門(mén)檻梁的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法。
11.一種非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)，其特征在于，所述非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)包括存儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)程序，其中，所述非易失性存儲(chǔ)介質(zhì)所在設(shè)備通過(guò)運(yùn)行所述計(jì)算機(jī)程序執(zhí)行權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)所述的門(mén)檻梁的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法。
12.一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)指令，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)指令被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1至8中任意一項(xiàng)所述的門(mén)檻梁的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法。
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【技術(shù)特征摘要】
1.一種門(mén)檻梁的結(jié)構(gòu)優(yōu)化方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，獲取與原始門(mén)檻梁輪廓相同的初始模型之前，所述方法還包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述約束響應(yīng)包括采用多個(gè)工況下的位移約束和體積分?jǐn)?shù)約束對(duì)所述初始模型進(jìn)行約束，其中，
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述設(shè)計(jì)變量包括對(duì)所述初始模型輪廓內(nèi)的填充區(qū)域進(jìn)行處理，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述多目標(biāo)函數(shù)通過(guò)以下方式確定：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述柔度目標(biāo)函數(shù)與所述初始模型的最大位移正相關(guān)，與所述初始模型的剛度值負(fù)相關(guān)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，對(duì)所述拓?fù)鋬?yōu)化模型進(jìn)行幾何重構(gòu)處理，得到所述門(mén)檻梁的重構(gòu)模型之后，所述方...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：徐志強(qiáng)，宋小雨，王軍強(qiáng)，李英東，劉云剛，任思蒙，任毅斌，胡國(guó)強(qiáng)，王國(guó)軍，周士朝，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：中鋁材料應(yīng)用研究院有限公司，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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