用于轮胎结构轻量化设计的关键外廓参数寻优方法及装置.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CN109800461A(43)申请公布日2019.05.24(21)申请号201811556491.2(22)申请日2018.12.19(71)申请人北京航空航天大学地址100191北京市海淀区学院路37号(72)发明人刘献栋冯启章单颖春何田(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代理人张润(51)Int.Cl.G06F17/50(2006.01)权利要求书2页说明书7页附图3页(54)发明名称用于轮胎结构轻量化设计的关键外廓参数寻优方法及装置(57)摘要本发明公开了一种用于轮胎结构轻量化设计的关键外廓参数寻优方法及装置，其中，方法包括：生成初始轮胎外轮廓候选关键参数集合；生成轮胎外轮廓和材料分布图；建立完整的有限元模型，并进行仿真；提取仿真结果中表征轮胎强度和耐久性能的数据，获取当前方案的评估结果；将评估结果与轮胎初始性能和初始质量评估结果进行对比；如果优于轮胎初始性能和初始质量评估结果，则存储并组成优化矩阵，否则进行交叉或者变异操作，以形成新的候选关键参数向量，并重新进行评估；获取优选方案。该方法可以自动确定最佳的外轮廓参数，使得在保证轮胎强度和耐久性能的情况下，轮胎重量最小，进而达到轻量化设计的目的。CN109800461ACN109800461A权利要求书1/2页1.一种用于轮胎结构轻量化设计的关键外廓参数寻优方法，其特征在于，包括以下步骤：根据轮胎外廓上的多个关键参数组成关键参数向量，并获取每个关键参数的优化范围，以生成初始轮胎外轮廓候选关键参数集合；根据所述初始轮胎外轮廓候选关键参数集合的关键参数向量生成轮胎外轮廓和材料分布图；对所述轮胎外轮廓和所述材料分布图进行网格划分，以建立完整的有限元模型，并进行仿真；根据仿真结果提取所述仿真结果中表征轮胎强度和耐久性能的数据，并进行评估，获取当前方案的评估结果；将所述评估结果与轮胎初始性能和初始质量评估结果进行对比；如果优于所述轮胎初始性能和所述初始质量评估结果，则存储当前方案，并将所有优选结果组成优化矩阵，否则对参数向量与其他方案的参数向量进行交叉或者变异操作，以形成新的候选关键参数向量，并重新进行评估；以及对候选关键参数矩阵和性能评估结果矩阵进行排序，以获取优选方案。2.根据权利要求1所述的用于轮胎结构轻量化设计的关键外廓参数寻优方法，其特征在于，还包括：建立有限元模型；驱动有限元软件对有限元模型进行计算，以得到仿真结果，并从所述仿真结果中提取仿真数据；调用目标函数对所述仿真数据进行评估，以得到所述轮胎初始性能和初始质量评估结果。3.根据权利要求2所述的用于轮胎结构轻量化设计的关键外廓参数寻优方法，其特征在于，所述建立有限元模型，包括：读取轮胎原始设计方案中原始材料分布图和原始材料参数；根据所述材料分布图和所述材料参数建立所述有限元模型。4.根据权利要求1所述的用于轮胎结构轻量化设计的关键外廓参数寻优方法，其特征在于，还包括：在总体候选参数集合评估完毕，和/或，交叉变异的次数达到预设次数时，停止优化。5.根据权利要求1所述的用于轮胎结构轻量化设计的关键外廓参数寻优方法，其特征在于，关键参数包括第一段弧的半径和弧长、第二段弧的半径和弧长、上胎侧的半径和弧长、下胎侧的半径和弧长。6.一种用于轮胎结构轻量化设计的关键外廓参数寻优装置，其特征在于，包括：第一生成模块，用于根据轮胎外廓上的多个关键参数组成关键参数向量，并获取每个关键参数的优化范围，以生成初始轮胎外轮廓候选关键参数集合；第二生成模块，用于根据所述初始轮胎外轮廓候选关键参数集合的关键参数向量生成轮胎外轮廓和材料分布图；第一仿真模块，用于对所述轮胎外轮廓和所述材料分布图进行网格划分，以建立完整的有限元模型，并进行仿真；2CN109800461A权利要求书2/2页获取模块，用于根据仿真结果提取所述仿真结果中表征轮胎强度和耐久性能的数据，并进行评估，获取当前方案的评估结果；对比模块，用于将所述评估结果与轮胎初始性能和初始质量评估结果进行对比；第一评估模块，用于在优于所述轮胎初始性能和所述初始质量评估结果时，存储当前方案，并将所有优选结果组成优化矩阵，否则对参数向量与其他方案的参数向量进行交叉或者变异操作，以形成新的候选关键参数向量，并重新进行评估；以及寻优模块，用于对候选关键参数矩阵和性能评估结果矩阵进行排序，以获取优选方案。7.根据权利要求6所述的用于轮胎结构轻量化设计的关键外廓参数寻优装置，其特征在于，还包括：建立模块，用于建立有限元模型；第二仿真模块，用于驱动有限元软件对有限元模型进行计算，以得到仿真结果，并从所述仿真结果中提取仿真数据；第二评估模块，用于调用目标函数对所述仿真数据进行评估，以得到所述轮胎初始性能