[发明专利]一种多工况汽车结构件参数化方法

说明书

本发明涉及一种多工况汽车结构件参数化方法。属于计算机辅助工程技术和有限元方法技术领域。方法包括以下步骤：步骤1建立有限元模型；步骤2模块化处理；步骤3网格变形；步骤4建立参数化模型;步骤5自定义求解器调用程序。本发明为汽车结构件的优化设计提供了可靠高效的参数化方法，从而有效地提高了产品开发效率，降低了开发成本，缩短了开发周期，对汽车开发中的优化应用具有非常重要的指导意义。

技术领域

本发明涉及一种汽车结构件参数化方法，特别是涉及一种用于多工况汽车结构件参数化方法。属于计算机辅助工程技术和有限元方法技术领域。

背景技术

随着汽车系统越来越复杂，需满足多种相互作用性能的要求也日益提高，汽车结构件的优化设计涉及到多学科领域，使得汽车结构件的总体设计过程十分复杂。为挖掘设计潜力，提高设计质量，本文以此为出发点，将适应于多工况性能分析的参数化方法引入设计中，分析和研究了结合有限元模型的网格参数化的理论与方法，并在实际工程中进行了有效的应用。对于汽车结构件的设计具有重要的学术价值和广阔的应用前景。

零件设计模型要能够快速实现“设计-验算-修正”的循环过程，这就希望零件模型具有易于修改的柔性。参数化设计方法就是将模型中的定量信息变量化，使之成为任意调整的结构参数。对于零件结构设计来说，能够参数化的元素，主要是零件的厚度尺寸参数化和零件的形状尺寸参数化，而厚度尺寸的参数化实现起来相对简单，参数化的逻辑也无非就是变厚或变薄。但形状尺寸参数化的定义比较复杂，需要考虑的结构形状变化也较多，是目前重点关注的参数化类型，基于隐式参数化建模技术和网格变形技术的参数化是被研究者最为广泛采用的两种参数化手段。两者最根本的区别在于，前者是对几何模型进行参数化，后者是对有限元单元网格进行参数化。网格参数化后的模型形状比较准确，局部特征可以很好的保留，多用于计算强度、疲劳等对几何特征敏感的结构特性。

但是，如何满足在多工况性能优化的前提下，实现有限元模型的参数化，一直是困扰技术人员的难题，一定程度上限制了汽车结构件的多性能优化研究，而且，如何快速、简单、高效的实现对大型复杂结构件有限元模型的结构、尺寸参数化，还缺乏有效的技术手段。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种多工况汽车结构件参数化方法，利用有限元单元网格变形原理，将结构件进行模块化处理，并基于Hyperstudy平台，自定义满足不同工况计算求解器，构建适用于多求解器的模型参数化方案，利用TCL编程语言对Hyperstudy平台进行二次开发，最终达到参数化模型满足不同工况优化的目的。

本发明多工况汽车结构件参数化方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1建立有限元模型；

建立用于计算汽车结构件不同工况性能的有限元模型，定义有限元单元的节点编号；

步骤2模块化处理；

针对汽车结构件的有限元模型，通过建立控制体来定义模型的变形域；

步骤3网格变形；

通过建立的有限元模型和控制点，以具有逻辑和直观的方式，实现对结构件的有限元网格进行快速的形状改变；

步骤4建立参数化模型；

编写针对不同求解器的参数化脚本文件；

步骤5自定义求解器调用程序；

基于步骤4对不同求解器的参数化脚本文件集成，编写平台与求解器的接口程序，为平台调用求解器计算参数化模型提供前提准备。

进一步的，所述方法中步骤3具体包括：