[发明专利]一种车身结构拓扑设计方法

权利要求书

1.一种车身结构拓扑设计方法，其特征在于，包括如下步骤：

第一步：建立车身结构拓扑优化模型，利用Hypermesh软件中把各个有限元模型部件组合成整车CAE模型，在不影响整体布局的前提下，删除驾驶室内部零件，然后把该整车CAE模型导出为IGES格式；

第二步：车身结构拓扑优化，基于车身弯曲和扭转两个工况，在保证车身刚度的前提下使车身的体积最小化，根据优化的迭代结果对车身的概念结构设计提供指导，具体包括：

第1步，模拟扭转工况和车身弯曲工况下的车身受力情况；

第2步，对两个工况下的车身模型利用Hypermesh软件进行静力分析；

第3步，对两个工况进行优化参数定义；

设计目标：车身的体积最小化；

约束：扭转工况下的位移；

设计变量：车身设计空间的单元密度分布；

第4步，在优化参数定义完之后，提交Optistruct模块进行拓扑优化计算。

2.根据权利要求1所述的一种车身结构拓扑设计方法，其特征在于，所述有限元模型通过下述的步骤建立：

第1步：有限元网格模型建立，通过自适应有限元分析进行网格划分；

第2步：有限元模型几何清理，包括面的清理、细小特征处理、网格特征线的划分；

第3步：单元类型的选择及材料属性，

在建立车身零件有限元模型时，考虑到这些薄板冲压件既能抵抗平行于其平面方向的拉压力，又能抵抗弯曲和扭转的载荷，应选用符合这两种特性的单元类型，而板壳单元具有一定的厚度，能够充分描述这些特征，所以采用板壳单元来建模；

第4步，网格划分及质量评估，使用Hypermesh软件的Automesh面板来进行网格划分；在Automesh面板中划分网格后，还要对网格进行检查，如果有大量的网格不合格，可以再次用Automesh面板对已存在的网格单位再次进行划分；而对于少量不合格的网格要进行手工修改其单元的性状；

质量评估，通常包括以下几项指标：单元最小尺寸、最大长度，单元边长比，翘曲角，三角形单元最小内角、最大内角，四边形单元最小内角、最大内角；

第5步，焊点处理，零件之间主要通过点焊连接在一起，在不同部位点焊的间距和焊接方式也不同。