[发明专利]工程产品的设计方法

权利要求书

1.一种吸能盒的设计方法，其特征在于，包括：

步骤101、读取设计变量、设计约束和设计目标；

步骤102、采用光滑化计算公式将设计目标表达为一个单目标表达式；

步骤103、以寻找光滑后的单目标表达式的最大值为目标，采用粒子群优化算法进行启发式搜寻；

步骤104、对所有不满足方案中的设计目标的目标值进行修正；

步骤105、输出所有不满足方案的设计约束的编号，以及对应的设计约束找到的最佳值；或者，

步骤106、输出所有可满足性的设计方案对应的设计变量的取值；

其中，所述设计变量为吸能盒内部蜂窝结构的厚度、吸能盒外壁的厚度，所述设计约束为所述厚度的取值范围，所述设计目标为吸能性能、重量、最大碰撞力和/或比吸能中的至少一种；

所述光滑化计算公式如下：

式中，β为光滑因子，取值应大于0，随着β值的增加，光滑性降低，拟合曲面与实际曲面拟合度更高；

x₁,x₂,...,x_n为设计变量；

y₁,y₂,...,y_k为设计目标的当前取值；

g¹,g²,...,g^m为两种计算公式，具体如下：

式中，V为设计目标的目标值；

所述采用粒子群优化算法进行启发式搜寻，包括：

步骤1031、通过粒子群优化算法找到所述单目标表达式的当前最佳值；

步骤1032、判断当前最佳值对应的设计方案是否为可满足方案；

步骤1033、记录当前所有不满足方案中的设计约束以及设计目标，找到最佳的目标值V_best；

步骤1034、通过以下公式更新迭代次数：

N＝N+1

如果N小于设定的最大迭代次数，则通过粒子群优化算法找到所述单目标表达式的当前最佳值；如果N达到最大迭代次数，则执行步骤1035；

步骤1035，如果可满足方案个数n_ok等于0，则执行步骤104；如果可满足方案个数n_ok大于0，则执行步骤106。

2.根据权利要求1所述的吸能盒的设计方法，其特征在于，若所述设计目标为多个，则采用光滑化计算公式将多个设计目标表达为一个单目标表达式。

3.根据权利要求1所述的吸能盒的设计方法，其特征在于，所述最大迭代次数为2000次。

4.根据权利要求1所述的吸能盒的设计方法，其特征在于，所述通过粒子群优化算法找到所述单目标表达式的当前最佳值，包括：

1)每个粒子更新自身对应的设计变量的取值，并根据设计变量的取值计算设计目标的当前值；

2)每个粒子根据自身对应的设计目标的当前值计算单目标表达式的值；

3)在所有的粒子自身对应的单目标表达式的值中找到最大值作为当前最佳值。

5.根据权利要求1所述的吸能盒的设计方法，其特征在于，所述对所有不满足方案中的设计目标的目标值进行修正，包括：

步骤1041，如果修正次数N_mf大于设定的最大的修正次数，则执行步骤105；如果修正次数N_mf小于设定的最大的修正次数，则执行步骤1042；

步骤1042，修正公式如下：

式中，V_new为修正后的目标值；

步骤1043，更新修正次数N_mf

N_mf＝N_mf+1

步骤1044，令V＝V_best，执行步骤102。