车辆门槛梁截面设计方法及车辆门槛梁截面.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115130236A(43)申请公布日2022.09.30(21)申请号202210665874.3(22)申请日2022.06.13(71)申请人奇瑞汽车股份有限公司地址241009安徽省芜湖市经济技术开发区长春路8号(72)发明人瞿元王志超刘向红张瑶瑶孙雨吴志军(74)专利代理机构北京清亦华知识产权代理事务所(普通合伙)11201专利代理师赵静(51)Int.Cl.G06F30/17(2020.01)G06F30/15(2020.01)G06F119/14(2020.01)G06F119/02(2020.01)权利要求书1页说明书6页附图4页(54)发明名称车辆门槛梁截面设计方法及车辆门槛梁截面(57)摘要本发明公开了一种车辆门槛梁截面设计方法及车辆门槛梁截面。其中，车辆门槛梁截面设计方法包括如下步骤：根据整车的设计需求，确定门槛梁的设计空间以及门槛梁与其他结构的传力关系，然后确定门槛梁的多个不同使用工况，然后确定在多个不同使用工况下的门槛梁上的载荷大小和分布；对载荷赋予权重，将赋予权重后的载荷同时施加到垂直于门槛梁的延伸方向上的单截面上，对单截面的边界的内侧区域进行拓扑优化分析，确定内侧区域的材料分布，得到具有多个内部支撑的第一门槛梁截面；对获得的第一门槛梁截面进一步优化，获得最终的门槛梁截面。本发明可以设计出结构合理的门槛梁截面，以很好地承载门槛梁在多个不同使用工况下的载荷。CN115130236ACN115130236A权利要求书1/1页1.一种车辆门槛梁截面设计方法，其特征在于，包括如下步骤：S1：根据整车的设计需求，确定门槛梁的设计空间以及所述门槛梁与其他结构的传力关系；S2：根据所述门槛梁的设计空间以及所述门槛梁与其他结构的传力关系，确定所述门槛梁的多个不同使用工况，然后确定在所述多个不同使用工况下的所述门槛梁上的载荷大小和分布；S3：对所述载荷赋予权重，将赋予权重后的所述载荷同时施加到垂直于所述门槛梁延伸方向上的单截面上，对所述单截面的边界的内侧区域进行拓扑优化分析，确定所述内侧区域的材料分布，得到拓扑图形，得到具有多个内部支撑的第一门槛梁截面；S4：对获得的第一门槛梁截面进一步优化，获得最终的门槛梁截面。2.根据权利要求1所述的车辆门槛梁截面设计方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述拓扑优化分析时的系统响应参数包括体积分数和多个不同使用工况下的加权柔度，其中所述体积分数为需要保留的材料体积与所述门槛梁的设计空间体积的比值。3.根据权利要求2所述的车辆门槛梁截面设计方法，其特征在于，所述步骤S3中，在进行所述拓扑优化分析时，考虑所述门槛梁的可加工性。4.根据权利要求1所述的车辆门槛梁截面设计方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述内侧区域中的部分区域不参与所述拓扑优化分析。5.根据权利要求1所述的车辆门槛梁截面设计方法，其特征在于，所述步骤S4中的所述对获得的第一门槛梁截面进一步优化包括：对一个或多个所述内部支撑的壁厚进行优化。6.根据权利要求5所述的车辆门槛梁截面设计方法，其特征在于，所述内部支撑的壁厚的优化以所述门槛梁的重量最小为目标，以所述多个不同使用工况下的节点位移为约束而进行的优化。7.根据权利要求5所述的车辆门槛梁截面设计方法，其特征在于，所述内部支撑的壁厚的优化还结合所述门槛梁受到的扭矩工况而进行的优化。8.根据权利要求1‑7中任意一项所述的车辆门槛梁截面设计方法，其特征在于，步骤S1中，所述整车设计需求包括所述门槛梁周边零件的布置要求、车辆的使用场景和电池的设置位置。9.根据权利要求1‑7中任意一项所述的车辆门槛梁截面设计方法，其特征在于，当所述门槛梁用作电池框梁时，所述多个不同使用工况包括侧向碰撞、垂向负载以及电池包负载。10.一种车辆门槛梁截面，其特征在于，采用权利要求1至9中任意一项所述的车辆门槛梁设计方法设计得到。2CN115130236A说明书1/6页车辆门槛梁截面设计方法及车辆门槛梁截面技术领域[0001]本发明涉及车辆门槛梁技术领域，尤其是涉及一种车辆门槛梁截面设计方法及车辆门槛梁截面。背景技术[0002]随着汽车行业的发展，汽车整车的轻量化已成为减少能耗和提高续航的关键因素之一，但在进行轻量化设计的同时，也需要保证汽车的安全性能。汽车门槛梁作为车体上重要的支撑部件，对整车抵抗承重及正面、侧面碰撞引起的变形具有重要的作用。[0003]但现有的门槛梁在设计时，完全凭借设计人员的经验，无法根据车辆实际的工况中载荷等因素，对门槛梁进行相适应的设计，无法使门槛梁在质量尽量小的情况下获得尽量高的结构性能，以满足汽车设计中的轻量化和安全性的需求。发明内容[0004]本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个