一种基于ISIGHT联合仿真的材料及结构优化设计方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114218664A(43)申请公布日2022.03.22(21)申请号202111287023.1G16C60/00(2019.01)(22)申请日2021.11.02G06F111/04(2020.01)G06F111/06(2020.01)(66)本国优先权数据202111181162.62021.10.11CN(71)申请人清华大学苏州汽车研究院（相城）地址215134江苏省苏州市相城区爱格豪路中汽零大厦申请人苏州清久汽车技术有限公司(72)发明人钱鹏伟吴中旺李继伟(74)专利代理机构苏州创元专利商标事务所有限公司32103代理人郝彩华(51)Int.Cl.G06F30/15(2020.01)G06F30/27(2020.01)权利要求书2页说明书6页附图2页(54)发明名称一种基于ISIGHT联合仿真的材料及结构优化设计方法(57)摘要本发明公开了一种基于ISIGHT联合仿真的材料及结构优化设计方法，包括S1.基于HYPERWORK建立白车身仿真模型及备选材料卡片；S2.建立HYPERWORK运行的批处理文件及对材料编码的脚本文件；S3.将白车身仿真模型、脚本文件及批处理文件导入ISIGHT软件中，搭建仿真平台；S4.在仿真平台中进行DOE分析，利用DOE分析灵敏度结果选取用于构建设计变量的零部件材料与结构信息；S5.基于径向基函数神经网络模型构建近似模型及验证近似模型的准确性；S6.基于改进遗传算法进行材料及结构的多目标、多工况优化设计；S7.将优化设计的解分别带入相应的白车身仿真模型中进行优化结果的验证。该优化设计方法可实现整车质量、性能、成本等的多目标、多工况联合优化设计。CN114218664ACN114218664A权利要求书1/2页1.一种基于ISIGHT联合仿真的材料及结构优化设计方法，其特征在于：所述设计方法包括如下步骤：S1.基于HYPERWORK建立白车身仿真模型及备选材料卡片；S2.建立HYPERWORK运行的批处理文件及对材料编码的脚本文件；S3.将步骤S1建立的白车身仿真模型，步骤S2建立的材料编码的脚本文件及批处理文件导入ISIGHT软件中搭建仿真平台；S4.在所述仿真平台中进行DOE分析，利用DOE分析灵敏度结果选取用于构建设计变量的零部件材料与结构信息；S5.基于径向基函数神经网络模型构建近似模型及验证近似模型的准确性；S6.基于改进遗传算法进行材料及结构的多目标、多工况优化设计；S7.将优化设计的解分别带入相应的白车身仿真模型中进行优化结果的验证。2.根据权利要求1所述的基于ISIGHT联合仿真的材料及结构优化设计方法，其特征在于：步骤S1中包括如下步骤：（1）在OPTISTRUCT中建立车身模态工况仿真分析模型，建立不同材料的材料卡片，材料卡片至少包含弹性模量E、密度ρ、泊松比σ的材料信息；（2）在LSDYNA中建立车身碰撞工况仿真分析模型，建立不同材料的材料卡片，材料卡片至少包含弹性模量E、密度ρ、泊松比σ、塑性应力‑应变曲线、屈服强度、抗拉强度的材料信息。3.根据权利要求2所述的基于ISIGHT联合仿真的材料及结构优化设计方法，其特征在于：建立的材料卡片至少包括钢的材料卡片、镁合金的材料卡片、铝合金的材料卡片和碳纤维的材料卡片。4.根据权利要求1所述的基于ISIGHT联合仿真的材料及结构优化设计方法，其特征在于：步骤S2中包括如下步骤：（1）利用.tcl格式的脚本文件中字段“*setvaluecompsid=xxxmaterialid={matsx}”分别实现模态工况的材料编码及碰撞工况的材料编码，其中“xxx”为属性ID，“x”为材料ID；（2）建立调用OPTISTRUCT与LSDYNA求解器的.bat批处理文件。5.根据权利要求4所述的基于ISIGHT联合仿真的材料及结构优化设计方法，其特征在于：基于Ls‑PrePost的后处理流程文件，建立用于碰撞结果提取的.CFILE脚本文件与调用该.CFILE脚本文件的.bat批处理文件。6.根据权利要求1所述的基于ISIGHT联合仿真的材料及结构优化设计方法，其特征在于：所述仿真平台包括模态工况材料优化模块、模态工况结构优化及计算模块、碰撞工况材料优化模块、碰撞工况结构优化及计算模块、碰撞工况结果后处理模块、模态与碰撞工况结果汇总模块，所述模态工况材料优化模块与所述模态工况结构优化及计算模块串联连接形成上下级传递关系，所述碰撞工况材料优化模块、所述碰撞工况结构优化及计算模块与所述碰撞工况结果后处理模块串联连接形成上下级传递关系，所述模态工况材料优化模块、所述模态工况结构优化及计算模块与所述碰撞工况材料优化模块、所述碰撞工况结构优化及计算模块、所述碰撞工况结