[发明专利]车身B柱焊点布置优化方法

权利要求书

1.一种车身B柱焊点布置优化方法，其特征在于，所述的车身B柱焊点布置优化方法的步骤如下：

1)基于Hypermesh实现焊点间距参数化，即将焊点间距作为设计变量；

(1)利用hypermesh建立不含焊点的车身B柱有限元模型；

(2)沿B柱内板翻边纵向中心线建立焊接线；

(3)编写Tcl文件确定焊点位置；

2)调用optistruct提取响应：

在optistruct运行Tcl程序输出的求解器文件，得到构件的最大位移、刚度和一阶模态频率；

3)基于isight的焊点布置优化：

(1)利用isight建立仿真流程；

(2)运用NLPQL算法进行优化；

(3)每一次优化过程结束后，根据优化结果，NLPQL算法可以自动修改设计变量的值，也就是Tcl程序中的焊点间距值，并重新调用Hypermesh和Optistruct，实现循环优化。

2.按照权利要求1所述的车身B柱焊点布置优化方法，其特征在于，所述的利用hypermesh建立不含焊点的车身B柱有限元模型是指：

(1)将B柱三维模型导入Hypermesh中，运用Hypermesh的前处理功能对模型进行几何清理，即填补缺陷面以及一些对结果影响不大的小孔和圆角、去除重复面以及曲面上多余的线，提高模型的质量；

(2)然后对模型进行网格划分，因为B柱属于金属薄板件，所以用壳单元模拟；

(3))划分好网格后给模型赋予材料属性，本发明采用MAT1，即材料属性不随温度变化的各向同性材料，其弹性属性为：弹性模量E＝2.10e+5MPa，密度RHO＝7.9e+03kg/m³，泊松比NU＝0.300；

(4)根据不同的工况对模型施加边界条件，即根据不同的工况对模型施加约束及载荷，以便于进行计算。

3.按照权利要求1所述的车身B柱焊点布置优化方法，其特征在于，所述的编写Tcl文件确定焊点位置的步骤如下：

(1)以任一车身构件为例在Hypermesh中手动操作完成模型的网格划分，建立焊接线并附加焊点，在当前工作目录中找到名为Command.cmf的文件并打开，将其中的全部内容复制到Tcl文件中，如果在启动Hypermesh时工作目录中已经存在Command文件，那么首先删除该文件或者将其复制到其他地方，以保证当前的工作目录不存在Command文件；

(2)下面编写Tcl文件确定焊点位置，按照Tcl语言的要求修改语法，即将逗号、顿号、左括号和右括号都以空格代替；

所编写的Tcl程序包含的具体功能为：

a.读取不包含焊点信息的有限元模型文件；

b.实现焊点间距参数化，即将焊点间距作为变量，在Tcl文件中找到含有焊点信息的命令，将焊点间距变量赋予代表焊点间距的程序语言并赋予初始值；

例如用字母a代表焊点间距，将Tcl程序中代表焊点间距的部分用a代替，这样字母a就代表焊点间距，改变a的数值大小就可以实现焊点间距的变化，这样将焊点间距作为变量，实现了焊点间距参数化；

c.焊点间距确定了以后，运行Tcl程序时，Hypermesh能自动识别建立好的焊接线，由于焊点间距与焊接线长度已经确定，则焊点位置和焊点个数随之确定；

d.将焊点个数以文本文件格式输出，用于后续优化时的调用；

e.将包含焊点的有限元模型作为求解器文件输出，以便于后续计算时的调用；

f)退出Hypermesh，在每次执行完上面的命令后自动关闭Hypermesh，这在后续的优化时很有必要；

(3)运行编写好的Tcl程序。

4.按照权利要求1所述的车身B柱焊点布置优化方法，其特征在于，所述的利用isight建立仿真流程是指：isight采用通用命令行组件Simcode来完成对hypermesh的调用：

1)Isight通过调用Hypermesh的安装程序启动Hypermesh，并且Tcl是Hypermesh的执行参数，启动Hypermesh后会调用当前工作目录中相应的Tcl文件，从而执行Tcl文件中相应的操作命令；这个Tcl文件要实现的功能是先读入不含焊点的有限元模型，然后再附加焊点信息，最后输出求解器文件并关闭Hypermesh；

2)Isight同样采用通用命令行组件Simcode组件完成对optistruct的调用。

5.按照权利要求1所述的车身B柱焊点布置优化方法，其特征在于，所述的运用NLPQL算法进行优化是指：

1)每一个优化都包含优化的三要素，即设计变量、优化约束和优化目标；

2)在Isight中添加优化的三要素，将焊点间距作为设计变量，焊点数量作为优化目标，B柱结构件的最大位移、刚度和一阶模态频率作为优化约束进行优化；

3)NLPQL算法是Isight自身所带的一个优化算法，可以将一个非线性规划问题转化成二次规划问题，其具体做法是将约束条件线性化，并将目标函数展开成二阶泰勒级数；

4)每一次优化过程结束后，根据优化结果，NLPQL算法可以自动修改设计变量的值，也就是Tcl程序中的焊点间距值，并重新调用Hypermesh和Optistruct，实现循环优化。