[发明专利]一种汽车正面可变形壁障碰撞传力路径拓扑优化方法

权利要求书

1.一种汽车正面可变形壁障碰撞传力路径拓扑优化方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、生成优化区域，对优化区域进行动态非线性分析，得到位移响应；

步骤二、根据动态分析得到的位移响应计算等效静态载荷；

步骤三、将等效静态载荷施加到模型上，依据设定的约束条件和目标函数对静态线性模型进行优化；

步骤四、根据优化结果更新设计变量，重新进行动态非线性分析；

步骤五、如此反复迭代计算，直至优化结果收敛。

2.根据权利要求1所述汽车正面可变形壁障碰撞传力路径拓扑优化方法，其特征在于：

步骤一中，优化区域的生成，是将车身生成六面体网格。

3.根据权利要求2所述汽车正面可变形壁障碰撞传力路径拓扑优化方法，其特征在于：

网格化处理后，网格的平均尺寸为20mm。

4.根据权利要求1所述汽车正面可变形壁障碰撞传力路径拓扑优化方法，其特征在于：

步骤二具体是：

将一系列静态载荷加载到分析域上进行静态分析，使其在任意时刻产生的位移与非线性分析产生的位移相同，即：

f_eq(s)＝K_L(b)z_N(t)(s＝s₀，s₁，...，s_n)

式中，f_eq(s)为等效载荷，K_L(b)为模型刚度矩阵，z_N(t)为位移向量；其中s和t是一一对应的，即t＝t_i等价于s＝s_i。

5.根据权利要求1所述汽车正面可变形壁障碰撞传力路径拓扑优化方法，其特征在于：

步骤三中，设定的约束条件是设置对称约束、优化尺寸的上下限为40mm-80mm，约束条件为优化区域体积分数＜0.2。

6.根据权利要求5所述汽车正面可变形壁障碰撞传力路径拓扑优化方法，其特征在于：

优化目标采用多目标优化，即：

F是目标函数，E是优化区域的整体应变能，D₁是防火墙变形量，D₂是前舱变形量，D₃是壁障前端变形量，D₄是壁障前端变形量的标准差值。

7.根据权利要求6所述汽车正面可变形壁障碰撞传力路径拓扑优化方法，其特征在于：

D₁的计算方式是：在防火墙处均匀取9个点的X向位移dx₁-dx₉，在左右后纵梁根部分别取两个点的X向位移dx₁₀、dx₁₁，

8.根据权利要求7所述汽车正面可变形壁障碰撞传力路径拓扑优化方法，其特征在于：

D₂的计算方式是：在前防撞处均匀取6个点的X向位移dx₁₁-dx₁₆，