[发明专利]一种应用于客车快速轻量化的分析方法

摘要

一种应用于客车快速轻量化的分析方法，通过程序对整车骨架上的方钢进行离散，实现整车骨架模型的快速简化；通过优化软件构造出客车各局部骨架在不同刚、强度工况下的结构变形，将大规模的整车优化分析转化为小规模局部结构的优化改进，完成个人独立操作的大负荷工作模式向多人同时进行的小负荷工作模式上的转变，进而实现客车骨架在轻量化设计与刚、强度设计之间快速、有效的平衡。

主权项

1.一种应用于客车快速轻量化的分析方法，其特征在于，包括以下步骤：1) 搭建整车骨架的有限元模型，再对所述整车骨架的有限元模型进行离散以获得离散点；2) 对所述有限元模型进行刚、强度计算，并输出各个所述离散点在各种工况下的位移计算结果；3) 对所述有限元模型进行拆解，以提取出多个子模型；4) 以所述子模型中的离散点作为缩聚点，生成缩减矩阵或超级单元；5) 通过编写程序生成针对所述子模型的并能够在优化软件中根据不同工况自动生成相应参数的参数化文件；6) 所述参数化文件调用所述缩减矩阵或超级单元，获得对应工况的计算模型，计算该计算模型以获得该子模型中的离散点在对应工况下的位移计算结果；7) 将步骤6中所述子模型中的离散点在对应工况下的位移计算结果与步骤2中所述有限元模型中对应的离散点在对应工况下的位移计算结果进行相关性计算；8) 由所述优化软件自动根据该相关性计算结果调整下一步参数的取值，再依次进行步骤6、步骤7，直至该相关性计算结果达到预设值，至此，所述子模型中的离散点的施力情况在该对应工况下优化完毕；9) 继续对所述子模型中的离散点的其它工况以步骤5、步骤6、步骤7、步骤8的顺序进行优化，直至各个所述离散点的所有工况下的施力情况均优化完毕；10)优化完毕后，得到施加在所述子模型中的离散点上的力，将该力输入至该子模型中，进而获得用于各工况优化的子模型；11)在步骤10所获取子模型的基础上构造拓扑空间，并针对拓扑结果进行工程解析，初步获得优化子模型，并将优化完后的各个子模型相互拼接成新的整车骨架；12)将步骤11中所述新的整车骨架替换步骤1中的整车骨架，再依次进行步骤1～步骤11，直至拟合出各工况下与整车变形一致的子模型；13)以步骤12中拟合完的子模型中的方钢厚度为设计变量，对该拟合完的子模型外围边界施加强制约束，约束该拟合完的子模型中被参数化方钢占总方钢的体积分数，以结构应变能的最大化为目标进行优化，得出该拟合完的子模型中各方钢所对应的厚度；14)分析所述拟合完的子模型中方钢在各工况下的变形得出该方钢具体的变形模式，并与数据库进行比对、取整，得到该方钢的截面尺寸及厚度，完成尺寸优化，进一步降低整车重量，之后再根据方钢尺寸优化结果，修改整车骨架的有限元模型并验证效果。