小偏置碰撞结构优化方法.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CN113761643A(43)申请公布日2021.12.07(21)申请号202010486295.3(22)申请日2020.06.01(71)申请人广州汽车集团股份有限公司地址510030广东省广州市越秀区东风中路448-458号成悦大厦23楼(72)发明人刘衡范松李伟曾子聪郑颢(74)专利代理机构上海波拓知识产权代理有限公司31264代理人周景(51)Int.Cl.G06F30/15(2020.01)G06F30/27(2020.01)G06F111/06(2020.01)权利要求书2页说明书8页附图4页(54)发明名称小偏置碰撞结构优化方法(57)摘要一种小偏置碰撞结构优化方法，该方法包括：在LS-DYNA软件中建立车身模型，将车身结构划分为a个碰撞区域；对每个碰撞区域设计b种传力水平不同的结构；设计b因素a水平的正交试验，基于仿真试验的计算结果，利用公式(1)、(2)和(3)计算各碰撞区域的等效轴向力；将各碰撞区域的等效轴向力作为输入变量，以上铰链柱侵入量、下铰链柱侵入量及门槛变形量为输出变量，利用数学软件建立二阶响应面模型，并对二阶响应面模型进行多目标优化求解，结合优化结果，选取最优化解；各该公式为：根据本发明的小偏置碰撞结构优化方法将车身结构科学划分多个碰撞区域，明确优化方向，可大幅节约开发成本、缩短开发周期。CN113761643ACN113761643A权利要求书1/2页1.一种小偏置碰撞结构优化方法，其特征在于，该方法包括：在LS-DYNA软件中建立车身模型，将车身结构划分为a个碰撞区域，a大于或等于2；对每个该碰撞区域设计b种传力水平不同的结构，b大于或等于2；设计b因素a水平的正交试验，基于仿真试验的计算结果，利用公式(1)、(2)和(3)计算各该碰撞区域的等效轴向力；将各该碰撞区域的等效轴向力作为输入变量，以上铰链柱侵入量、下铰链柱侵入量及门槛变形量为输出变量，利用数学软件建立二阶响应面模型，并对该二阶响应面模型进行多目标优化求解，结合优化结果，选取最优化解；各该公式为：Fi＝aiF总(2)其中，Ei为第i个该碰撞区域中的一部件吸能量，Eint为碰撞总吸能量，Fi为第i个该碰撞区域的等效轴向力，Ei和F总从该LS-DYNA软件中获得，m为整车质量，v0为整车的初始速度，vx、vy为碰撞后整车的x向、y向残余速度。2.如权利要求1所述的小偏置碰撞结构优化方法，其特征在于，对该二阶响应面模型进行多目标优化求解的步骤包括：利用NSGA-II多目标遗传算法进行求解，得到连续的多目标优化Pareto解，结合优化结果，选取最优解。3.如权利要求1所述的小偏置碰撞结构优化方法，其特征在于，当a等于4时，定义4个该碰撞区域分别为第一碰撞区域、第二碰撞区域、第三碰撞区域和第四碰撞区域，该第一碰撞区域、该第二碰撞区域和该第三碰撞区域分别对应车身的三个纵向碰撞载荷，该第四碰撞区域对应车身的一个横向碰撞载荷，车身的纵向为车身的长度方向，车身的横向为车身的宽度方向。4.如权利要求3所述的小偏置碰撞结构优化方法，其特征在于，将车身前部至前纵梁前端区域划分为该第一碰撞区域，将该前纵梁前端至A柱前端区域划分为该第二碰撞区域，将该A柱及该A柱之后的区域划分为该第三碰撞区域，将车身整体横向区域划分为该第四碰撞区域。5.如权利要求4所述的小偏置碰撞结构优化方法，其特征在于，当b等于3时，定义3种传力水平分别为第一传力水平、第二传力水平和第三传力水平；对于该第一传力水平，将该第一碰撞区域、该第二碰撞区域、该第三碰撞区域和该第四碰撞区域均设计为车身的基础结构；对于该第二传力水平，将该第一碰撞区域设计为防撞梁加宽和吸能盒体积增大，将该第二碰撞区域设计为上短梁Energyabsorbing-Ring结构，将该第三碰撞区域设计为该前纵梁根部环绕型结构，将该第四碰撞区域设计为在该上短梁Energyabsorbing-Ring结构上增加横向加强件；对于该第三传力水平，将该第一碰撞区域设计为增加副车架吸能盒，将该第二碰撞区域设计为该上短梁横截面增大及该上短梁材料提升，将该第三碰撞区域设计为地板环形结2CN113761643A权利要求书2/2页构，并加强门槛，将该第四碰撞区域设计为提升该横向加强件的材料及该横向加强件的厚度。6.如权利要求5所述的小偏置碰撞结构优化方法，其特征在于，该上短梁Energyabsorbing-Ring结构由该上短梁、该前纵梁和围板下横梁组成第一环形吸能结构，该上短梁呈弧形结构，该上短梁的一端固定于该A柱，该上短梁的另一端固定于该前纵梁的前端，该前纵梁的后端固定于前围板，该围板下横梁固定在该前围板和该A柱上，该围板下横梁的一端与该前纵梁连接，该围板下横梁的另