[发明专利]一种白车身变截面梁的设计方法

摘要

本发明属于汽车白车身结构设计领域，特别涉及到一种车身变截面梁的设计和优化方法。本发明综合考虑车身梁截面设计的装配及制造的约束，通过对梁截面形状进行特殊的编码控制，以连续的梁截面形状，离散的材料厚度、材料种类、梁截面板的数量为设计变量，以满足车身刚度所需截面属性以及重量、成本等为设计目标，实现满足不同优化约束条件下的截面优化，解决了变截面梁的同步优化难题，并实现了对具有多层板数的变截面梁的优化。本发明有益于为车身设计初期的变截面梁结构提供方法，实现了变截面梁的优化设计，该方法既可以应用于正向设计过程中车身概念设计阶段梁的变截面轮廓线的确定，也可对现有的梁进行结构性能的改进优化。

主权项

一种白车身变截面梁的设计方法，其特征步骤如下：(1)白车身变截面梁中控制点排布方式：针对截面形式和优化条件进行白车身变截面梁中个体控制点排布，通过控制点排布能准确表达出截面参数信息；控制点的排布方法为：梁截面两个连接点的连线为y轴，过其中一个连接点垂直y轴直线设为z轴，建立梁截面局部坐标系，以y轴与z轴的交点为坐标原点；进行梁截面形状控制时，将外板控制点的y坐标分别投影到内板和加强板上，其中，外板、内板和加强板上分别有多个控制点；保持外板控制点的y坐标不变，改变外板上控制点到y轴的距离dj,1控制外板的形状，以z轴正向为正；改变加强板到外板距离dj,2，控制加强板的形状，改变内板到加强板距离dj,3，控制内板的形状，其中j表示第j个控制点；(2)计算梁截面参数值：根据梁截面上各个控制点排布情况及相应的目标函数计算出表示梁截面的结构性能参数，并将梁截面的结构性能参数进行有效存储；计算梁截面的结构性能参数与梁截面单位质量的目标函数如下：f1=min(|Iy[m]-obj_Iy|)f2=min(|Iz[m]-obj_Iz|)f3=min(weight[m])---(1)]]>其中：Iy[m]、Iz[m]为所获得的第m个梁截面的惯性矩，obj_Iy、obj_Iz为预期的第m个梁截面的目标惯性矩，weight[m]为第m个梁截面的单位质量；(3)对梁截面的结构性能参数进行快速非支配排序：根据设计条件设定支配控制表达式，对梁截面的结构性能参数值进行非支配排序；梁截面的结构性能参数的排序支配关系如下：1)|Iy[m]-obj_Iy|≤|Iy[n]-obj_Iy|2)|Iz[m]-obj_Iz|≤|Iz[n]-obj_Iz|3)weight[m]≤weight[n]---(2)]]>当上述三个条件都满足时，第m个截面支配第n个截面；若上述三个条件均不满足时，则第n个截面支配第m个截面；(4)得到最优梁截面：通过梁截面控制点对梁截面结构性能参数值求解，当达到最优条件时获取梁截面数据；最优梁截面的设计值选取根据如下：min(12(|Iy[m]-obj_Iy|/obj_Iy)2+(|Iz[m]-obj_Iz|/obj_Iz)2)---(3).]]>