[发明专利]一种发动机罩缓冲块最优位置布置方法和系统

说明书

本发明公开了一种发动机罩缓冲块最优位置布置方法和系统，根据发动机罩的几何模型构建发动机罩的初始有限元模型，根据初始有限元模型搭建发动机罩的全参数化模型，根据全参数化模型得到多个特定有限元模型，将发动机罩缓冲块位置作为优化变量，以多个发动机罩刚度和模态性能作为优化约束，行人保护性能作为优化目标，得到发动机罩缓冲块最优位置布置。本发明优化了传统方法中只能通过反复构建有限元模型对比的流程，利用优化迭代算法驱动参数化模型生成有限个有限元模型寻优或者基于近似模型优化迭代的方法，更加精确和快速在设计空间找到发动机罩缓冲块的最佳位置布置，保证了开发阶段对缓冲块的准确布置，提升了工作效率，缩短开发周期。

技术领域

本发明属于汽车仿真优化技术领域，具体涉及一种发动机罩缓冲块最优位置布置方法和系统。

背景技术

汽车发动机罩前端缓冲块布置的位置对发动机罩扭转刚度、横向刚度、侧边刚度、后边刚度、指压刚度、行人保护性能均有影响。目前汽车发动机罩前端缓冲块的位置需要与车辆前端模块上表面匹配，缓冲块的位置应处于汽车前端模块顶面的平面上。在布置区域内精确定位目前主要是依靠设计师经验判断。基于经验布置的方法主要依靠人员经验，有可能会使位置布置不合理，从而影响相关性能。发动机罩缓冲块位置布置一般有一定范围，现有技术中无法精确确定在什么位置布置缓冲块可以实现发动机罩的性能最优，如模态、刚度、行人保护头碰性能最优。只能在不同的发动机罩缓冲块位置进行有限元模型搭建，再进行方案对比，费时且不能确定选择的位置是否最优。

发明内容

本发明提供一种基于参数化模型的发动机罩缓冲块位置优化布置方法和系统，可以自动寻找到缓冲块布置的最优位置，采用参数化模型技术、ISIGHT自动优化流程搭建技术手段确定相关性能最优情况下的缓冲块最优位置布置，保证最终方案实现缓冲块最优布置下的性能最优化。

实现本发明目的之一的一种发动机罩缓冲块最优位置布置方法，包括如下步骤：

S1、根据发动机罩的几何模型构建发动机罩的初始有限元模型；搭建初始有限元模型所采用的软件可以为HyperMesh软件；

S2、根据上述步骤的初始有限元模型搭建发动机罩的全参数化模型；

所述全参数化模型搭建采用软件中点、线、梁、接头的定义来实现。通过基点的坐标位置、基线的曲率和截面的形状定义全参数化模型的几何结构。几何结构中的各个几何体之间通过拓扑映射技术建立逻辑连接，从而实现参数化装配，构建发动机罩的全参数化模型；

搭建发动机罩全参数化模型所采用的软件可以为SFE-CONCEPT软件；将初始有限元模型的网格数据导入参数化建模软件SFE-CONCEPT中，应用SFE-CONCEPT软件通过搭建BEAM、JOINT结构组成全参数化模型；

传统的有限元模型实现参数化过程主要依靠网格变形的方法实现目标，变形过程容易出现网格畸变，同时不能完成连接关系的更新，具有很大的局限性。通过SFE-CONCEPT软件可以实现隐式参数化建模，不仅能全参数化建模，而且能通过定义各零件间的映射关系，实现实时装配。当模型中某个参数发生改变，与之相关连的参数也会相应地变化，保证了零件之间原有的连接关系的稳定性和模型整体的连续性。同时还可以自动化生成各种格式的有限元模型，支撑多目标优化流程搭建。

S3、根据发动机罩的全参数化模型得到多个特定有限元模型，每个特定有限元模型用于根据发动机罩缓冲块的位置布置得到对应的发动机罩性能的性能值；

每个特定有限元模型有不同的格式，如计算指压刚度性能的特定有限元模型的格式为INP格式，计算行人保护性能的特定有限元模型的格式为RAD格式。

所述发动机罩性能包括：发动机罩的刚度性能、模态性能和行人保护性能；所述刚度包括扭转刚度、横向刚度、前部刚度、后部刚度、指压刚度；