[发明专利]一种基于多性能约束的汽车结构轻量化正向设计方法及系统

摘要

一种基于多性能约束的汽车结构轻量化正向设计方法及系统，通过有限元建模技术搭建车身结构有限元分析模型，利用拓扑优化技术，以车身弯曲/扭转刚度性能为约束工况，识别汽车结构典型的传力路径，开展概念阶段的轻量化设计；然后利用灵敏度分析技术，分别开展应变能分析和料厚灵敏度分析，找到车身的薄弱环节和关重的设计区域；再利用形貌优化，提升车身性能；最后，基于商业集成优化软件，对车身多性能目标进行集成仿真分析，采用DOE采样与数据挖掘技术开展设计参数与性能、性能与性能间的相关性研究，进而开展考虑多学科性能的车身结构轻量化设计，减轻车身结构质量，提高产品性能，缩短研发与制造周期，节省成本。

主权项

1.一种基于多性能约束的汽车结构轻量化正向设计方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）搭建车身结构有限元分析模型，进行车身性能仿真分析；（2）利用拓扑优化技术，以车身弯曲/扭转刚度性能为约束工况，得到设计区域的材料分布情况，识别汽车结构典型的传力路径；（3）利用灵敏度分析技术，分别开展应变能分析和料厚灵敏度分析，找到车身的薄弱环节和关重的设计区域；（4）进行形貌优化，确定最优的结构形貌方案，得到最优的形貌布置方案；（5）进行汽车结构多学科多性能集成仿真优化，对车身多性能目标进行集成仿真分析；（6）建立径向基函数近似模型代替车身性能高耗时仿真分析模型，验证近似模型精度是否满足精度要求；（7）以结构质量为优化目标，车身多性能参数为约束条件，进行车身结构优化设计，调用有限元仿真分析模型，对优化方案进行验证。