【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及軟件處理以及機械設計制造領域，具體涉及一種車身焊點拓撲優化系統、方法、存儲介質及電子設備。
技術介紹
1、電阻點焊是車身制造中最主要的連接方式，通常一輛乘用車有數千個焊點遍布車身結構，在批量化生產中，每節省一個焊點，就可使總體成本大幅降低。焊點布置的合理與否不僅關系到整車的制造成本，更重要的是與車身結構的剛度、強度、模態頻率以及碰撞性等各項性能密切相關。以往在車身設計制造過程中，車身焊點布置在極大程度上依賴于工程師的個人經驗，缺乏系統性的指導方案，為滿足性能需要往往人為增加焊點數量，致使車身部分區域存在多余焊點，增加了設計制造成本；另一方面，基于經驗的焊點布置可能導致車身部分區域焊點數量不足，從而不能充分發揮結構與材料性能，造成用料及成本增加。更為重要的是，焊點布置不合理還可能導致車身局部應力過大，甚至連接失效，影響整車安全性能。
2、并且隨著新能源汽車的崛起，傳統的汽車的市場競爭力與市場份額在不斷的縮小，降低能耗實現節能減排是汽車生產商和消費者共同關注的話題。對于汽車來說，整備質量消耗了動力系統輸出能量的約70％以上，因此，怎樣在不犧牲車身各方面性能，且不大幅提高汽車制造成本的前提下，有效地降低整車的質量以達到降低燃油消耗的目標，是亟待解決的問題。
3、鑒于此本領域技術人員亟需提供車身焊點拓撲優化系統方法、存儲介質及電子設備用于降低車身質量以及提供一種焊點優化方法以保證在降低車身質量的同時減少對車輛的影響，保證整車安全性能。
技術實現思路
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2、本專利技術目的基于以下技術方案實現：
3、本專利技術目的第一方面，提供了一種車身焊點拓撲優化系統，包括用于導入和/或建立車身模型并仿真的cad/cae模塊，拓撲優化模塊，有限元分析模塊以及輸出模塊；
4、所述有限元分析模塊調用所述cad/cae模塊中的仿真車身模型，將所述仿真車身模型進行初始性能分析以及對所述拓撲優化模塊優化后車身模型進行性能分析，確定拓撲優化后性能；
5、所述拓撲優化模塊，提取車身模型基礎強度、剛度和模態，并對車身焊點先滿焊設置在通過約束進行拓撲優化；
6、所述輸出模塊被配置為輸出所述拓撲優化模塊優化后的車身結構模型和焊點布局圖紙；
7、所述cad/cae模塊，拓撲優化模塊，有限元分析模塊以及輸出模塊通信連接。
8、進一步的，還包括可視化模塊，所述可視化模塊用于顯示cad/cae模塊三維圖、應力分布云圖以及拓撲優化模塊優化結果性能數據。
9、本專利技術目的第二方面，提供了一種車身焊點拓撲優化方法，利用上述的車身焊點拓撲系統，包括以下步驟：
10、s1.建立車身結構模型：利用所述cad/cae模塊建立車身結構的三維模型，呈現零部件幾何形狀與連接關系,并進行仿真；
11、s2.初始模型性能分析:利用所述有限元分析模塊對進行初始性能分析；
12、s3.確定優化目標和約束條件：根據設計要求和性能指標，確定車身焊點拓撲優化目標和約束條件；
13、s4.應用拓撲優化算法：利用所述拓撲優化模塊運用拓撲優化算法對車身結構優化；
14、s5.結構強度評估：所述有限元分析模塊對優化后的車身結構進行有限元分析，評估其強度、剛度以及模態，并驗證優化方案的有效性和可行性；
15、s6.輸出優化結果：輸出優化后的車身結構模型和焊點布局圖紙，作為生產制造的參考依據。
16、進一步的，所述初始性能包括強度、剛度和模態指標數據。
17、進一步的，步驟s3中，所述優化目標為最小化車身重量以及最小化柔度至少一個，所述約束條件為體積分數、強度模態以及剛度至少一個。
18、進一步的，步驟s4中，在拓撲優化前刪除所述原始焊點，以beam單元節點對節點連接實現滿焊。
19、進一步的，所述拓撲優化算法包括遺傳算法或模擬退火算法或tanh函數中的至少一種。
20、進一步的，步驟s3中，所述評估指的是通過分析提取最佳焊點位置對原結構車身焊點進行修正，修正以布置位置最少為參考同時兼顧性能的提優對性能較弱位置進行補強；補強后對新結構車身導入到計算存儲介質中進行再分析，確保優化結果的可靠性。
21、本專利技術目的第三方面，提供了一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質存儲有計算機指令，指令被處理器執行時實現如上述的一種車身焊點拓撲優化方法。
22、本專利技術目的第四方面，提供了一種電子設備，至少包括處理器以及用于存儲處理器可執行指令的計算機可讀存儲介質，所述處理器執行指令時實現上述的一種車身焊點拓撲優化方法。
23、現有的仿真焊點優化方法只是針對車身原有焊點的分布間距或焊點大小進行優化，具有一定的局限性。本專利技術通過拓撲優化技術將白車身質量和柔度進行合成作為優化目標，以體積分數、強度模態和剛度作為約束進行拓撲優化。刪除車身原有焊點，對車身所有連接位置采用節點對節點的滿焊設置，通過優化，不僅可以找到最佳的焊點位置，還可以發現其他連接形式的薄弱點，增強性能。
24、本專利技術利用計算機輔助設計(cad)和有限元分析(fea)技術，結合材料科學和機械工程知識，實現對車身焊點布局的智能化優化，以提高汽車整體性能和燃油效率。
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1.一種車身焊點拓撲優化系統，其特征在于，包括用于導入和/或建立車身模型并仿真的CAD/CAE模塊，拓撲優化模塊，有限元分析模塊以及輸出模塊；
2.根據權利要求1所述的一種車身焊點拓撲優化系統，其特征在于，還包括可視化模塊，所述可視化模塊用于顯示CAD/CAE模塊三維圖、應力分布云圖以及拓撲優化模塊優化結果性能數據。
3.一種車身焊點拓撲優化方法，其特征在于，利用權利要求1或2所述的車身焊點拓撲系統，包括以下步驟：
4.根據權利要求3所述的一種車身焊點拓撲優化方法，其特征在于，步驟S2中，所述初始性能包括強度、剛度和模態指標數據。
5.根據權利要求3所述的一種車身焊點拓撲優化方法，其特征在于，步驟S3中，所述優化目標為最小化車身重量以及最小化柔度至少一個，所述約束條件為體積分數、強度模態以及剛度至少一個。
6.根據權利要求3所述的一種車身焊點拓撲優化方法，其特征在于，步驟S4中，在拓撲優化前刪除所述原始焊點，以beam單元節點對節點連接實現滿焊。
7.根據權利要求3所述的一種車身焊點拓撲優化方法，其特征在于，
8.根據權利要求3所述的一種車身焊點拓撲優化方法，其特征在于，步驟S3中，所述評估指的是通過分析提取最佳焊點位置對原結構車身焊點進行修正，修正以布置位置最少為參考同時兼顧性能的提優對性能較弱位置進行補強；補強后對新結構車身導入到計算存儲介質中進行再分析，確保優化結果的可靠性。
9.一種計算機可讀存儲介質，其特征在于，所述計算機可讀存儲介質存儲有計算機指令，指令被處理器執行時實現如權利要求3～8中任一項所述的一種車身焊點拓撲優化方法。
10.一種電子設備，其特征在于，至少包括處理器以及用于存儲處理器可執行指令的計算機可讀存儲介質，所述處理器執行指令時實現權利要求3～8中任一項所述的一種車身焊點拓撲優化方法。
...【技術特征摘要】
1.一種車身焊點拓撲優化系統，其特征在于，包括用于導入和/或建立車身模型并仿真的cad/cae模塊，拓撲優化模塊，有限元分析模塊以及輸出模塊；
2.根據權利要求1所述的一種車身焊點拓撲優化系統，其特征在于，還包括可視化模塊，所述可視化模塊用于顯示cad/cae模塊三維圖、應力分布云圖以及拓撲優化模塊優化結果性能數據。
3.一種車身焊點拓撲優化方法，其特征在于，利用權利要求1或2所述的車身焊點拓撲系統，包括以下步驟：
4.根據權利要求3所述的一種車身焊點拓撲優化方法，其特征在于，步驟s2中，所述初始性能包括強度、剛度和模態指標數據。
5.根據權利要求3所述的一種車身焊點拓撲優化方法，其特征在于，步驟s3中，所述優化目標為最小化車身重量以及最小化柔度至少一個，所述約束條件為體積分數、強度模態以及剛度至少一個。
6.根據權利要求3所述的一種車身焊點拓撲優化方法，其特征在于，步驟s4中，在拓撲優...
【專利技術屬性】
技術研發人員：孫志賓，韓明亮，路廣明，徐茂青，王永彬，王汝軍，王建軍，魏益勝，劉義然，
申請(專利權)人：國科輕金濱州材料科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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