[发明专利]一种基于形貌优化的空调顶盖板加强筋设计方法

说明书

本发明提供了一种基于形貌优化的空调顶盖板加强筋设计方法，涉及空调技术领域。包括如下步骤：建立室外机顶盖板三维实体模型；根据所述三维实体模型建立有限元模型，对所述有限元模型建立载荷和约束；设定形貌优化的设计变量、响应函数和优化目标；进行形貌优化分析；使加强筋高度达到所述设计变量的设定值，进而优化结束，并输出所述三维实体模型至三维实体建模软件，根据成形工艺可行性进行二次设计，完成所述加强筋的最终结构设计。本发明采用CAE技术，对室外机顶盖板进行加强筋的优化设计，通过设定优化目标，能够直接一次性得出刚度最优的加强筋结构，节省研发时间，提高研发效率，对提高产品竞争力有积极作用。

技术领域

本发明涉及空调器技术领域，特别涉及一种基于形貌优化的空调顶盖板加强筋设计方法。

背景技术

现有空调器室外机顶盖板一般采用大面积的钣金结构，顶盖板上的加强筋形式也多是单一长度方向的平行直条结构；该种布局方式结构简单，但刚度不足，无法应对装卸、运输、安装、维修、使用过程中的非法外力作用，顶盖板容易因踩踏产生变形，影响产品外观和可靠性。在顶盖板加强筋的设计过程中，很多研发人员都是根据经验先进行加强筋的结构设计，再对刚度进行实验或者CAE验证，若刚度没达到要求，则改变加强筋的结构重新进行设计，如此反复。上述设计方法本末倒置，费时费力，需要花很大代价才能设计出满足刚度要求的加强筋布局方式，并且设计出的加强筋未必是最优的。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种基于形貌优化的空调顶盖板加强筋设计方法，以使空调器室外机顶盖板一次设计成形，且满足刚度需求。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于形貌优化的空调顶盖板加强筋设计方法，包括如下步骤：

建立室外机顶盖板三维实体模型；

根据所述三维实体模型建立有限元模型，包括：抽取中面，对所述中面进行设计区域和非设计区域的设定，对所述中面进行网格划分，并对所述网格建立模型；

对所述有限元模型建立载荷和约束；

设定形貌优化的设计变量、响应函数和优化目标；

进行形貌优化分析；

根据所述形貌优化分析的结果，查看加强筋高度是否达到所述设计变量的设定值，若达到，则优化结束，并输出所述三维实体模型；若未达到，则减小OBJTOL参数，继续进行优化直至所述加强筋高度达到所述设计变量的设定值；

将所述加强筋高度达到所述设计变量设定值的所述三维实体模型输出至三维实体建模软件，根据成形工艺可行性进行二次设计，完成所述加强筋的最终结构设计。

进一步的，所述建立室外机顶盖板三维实体模型，采取实体建模软件对已有产品的室外机顶盖板三维实体模型进行修改，删除加强筋特征，使上表面成为一个无加强筋的大平面结构，并将周围的固定螺钉孔特征去除。

进一步的，所述对中面进行网格划分还包括对所述网格质量进行检查。

进一步的，所述网格质量要求为：网格总体尺寸0.5mm，纵横比小于2，翘曲度小于6度，扭曲角小于15度，雅克比大于0.8，三角形单元数量不大于总网格数量的0.5％。

进一步的，对所述有限元模型建立载荷包括：在所述有限元模型中建立一个临时节点，并用一个刚性单元将临时节点和顶盖板网格节点连接，在所述临时节点处施加集中力载荷。

进一步的，所述载荷为顶盖板中心的200N的集中力载荷。

进一步的，所述约束为顶盖板四周节点的6个自由度的全部约束。

进一步的，所述设计变量包括所述设计区域的起筋高度和起筋角，所述响应函数为所述设计区域的应变能，所述优化目标为所述应变能最小化。