车身梁结构优化方法、装置、设备及存储介质与流程

本发明涉及汽车结构优化，尤其涉及一种车身梁结构优化方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

1、汽车车内空间包括汽车车内总体积、厢体体积、肩部等局部空间尺寸指标等，作为汽车人机工程的重要指标，影响乘坐驾驶、舒适性、安全性，对于汽车设计具有重要意义。汽车车身主要由各类复杂梁结构组成，其结构性能包括车身结构刚度、耐久性和模态等性能。随着用户对汽车舒适性等要求越来越高，对车身结构性能提出了更高要求，在车身设计中针对车身刚度等不同的设计技术指标，车身全局或局部梁结构需要进行优化。

2、其中，白车身结构设计包含众多影响因素，属于多变量、多目标的最优化问题。白车身结构设计包括设计车身总质量、刚度和模态等多种不同性能，是典型的多目标优化问题。在针对多层钣金等材料设计的层厚复杂的梁截面优化时，一般会在白车身等整车级别有限元仿真计算模型原有设计结构上，依据仿真结果及工程经验通过调整部分钣金件厚度、增加结构件等方式进行计算来使得设计结果达到预期目标。

3、但是传统的汽车车身复杂截面梁结构优化方式存在计算繁杂易出错、计算量大且耗时耗力的问题，对于车型改款、架构升级等短开发周期项目而言效率较低，难以适配短周期设计优化项目。

4、上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供了一种车身梁结构优化方法、装置、设备及存储介质，旨在解决传统的汽车车身复杂截面梁结构优化方式存在计算繁杂易出错、计算量大且耗时耗力的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种车身梁结构优化方法，所述方法包括以下步骤：

3、根据车身梁结构的二维截面模型构建车辆的壳单元三维简易梁模型；

4、基于所述壳单元三维简易梁模型对所述车身梁结构进行设计优化，获得所述车身梁结构的截面设计方案；

5、将所述截面设计方案同步至所述车辆的三维整车模型，确定所述车身梁结构对应的设计参数。

6、可选地，所述基于所述壳单元三维简易梁模型对所述车身梁结构进行设计优化，获得所述车身梁结构的截面设计方案，包括：

7、基于所述壳单元三维简易梁模型，设计所述车身梁结构的目标区域的变量参数；

8、通过预设采样算法对所述变量参数进行抽样，获得抽样样本；

9、对所述抽样样本进行设计寻优，获得所述车身梁结构的截面设计方案。

10、可选地，所述对所述抽样样本进行设计寻优，获得所述车身梁结构的截面设计方案，包括：

11、确定所述抽样样本的样本结果；

12、将所述样本结果进行对比，并判断最优样本结果是否达到预设预期结果；

13、在所述最优样本结果达到所述预设预期结果时，将达到所述预设预期结果所对应的变量参数作为所述车身梁结构的截面设计方案。

14、可选地，所述根据车身梁结构的二维截面模型构建车辆的壳单元三维简易梁模型，包括：

15、根据设计工况对所述车身梁结构进行筛选，获得筛选梁结构；

16、对所述筛选梁结构进行截面构建，获得所述筛选梁结构对应的二维截面模型；

17、确定所述筛选梁结构的目标工况；

18、根据所述二维截面模型和所述目标工况构建车辆的壳单元三维简易梁模型。

19、可选地，所述根据所述二维截面模型和所述目标工况构建车辆的壳单元三维简易梁模型，包括：

20、确定所述筛选梁结构的实际载荷加载区域长度；

21、基于所述实际载荷加载区域长度，按预设阈值确定所述筛选梁结构的非加载区域长度；

22、根据所述二维截面模型、所述目标工况和所述非加载区域长度构建车辆的壳单元三维简易梁模型。

23、可选地，所述将所述截面设计方案同步至所述车辆的三维整车模型，确定所述车身梁结构对应的设计参数，包括：

24、将所述截面设计方案同步至所述车辆的三维整车模型；

25、基于所述三维整车模型，确定所述截面设计方案的计算结果；

26、对所述计算结果进行设计验算，以确定所述车身梁结构对应的设计参数。

27、可选地，所述对所述计算结果进行设计验算，以确定所述车身梁结构对应的设计参数，包括：

28、判断所述计算结果是否达到目标参数；

29、在所述计算结果未达到所述目标参数时，更新所述截面设计方案，直至所述计算结果达到所述目标参数，确定所述车身梁结构的优化设计方案；

30、基于所述优化设计方案，确定所述车身梁结构对应的设计参数。

31、此外，为实现上述目的，本发明还提出一种车身梁结构优化装置，所述装置包括：

32、简易梁模型模块，用于根据车身梁结构的二维截面模型构建车辆的壳单元三维简易梁模型；

33、方案确定模块，用于基于所述壳单元三维简易梁模型对所述车身梁结构进行设计优化，获得所述车身梁结构的截面设计方案；

34、结构优化模块，用于将所述截面设计方案同步至所述车辆的三维整车模型，确定所述车身梁结构对应的设计参数。

35、此外，为实现上述目的，本发明还提出一种车身梁结构优化设备，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的车身梁结构优化程序，所述车身梁结构优化程序配置为实现如上文所述的车身梁结构优化方法的步骤。

36、此外，为实现上述目的，本发明还提出一种存储介质，所述存储介质上存储有车身梁结构优化程序，所述车身梁结构优化程序被处理器执行时实现如上文所述的车身梁结构优化方法的步骤。

37、本发明首先根据车身梁结构的二维截面模型构建车辆的壳单元三维简易梁模型；然后基于所述壳单元三维简易梁模型对所述车身梁结构进行设计优化，获得所述车身梁结构的截面设计方案；最后将所述截面设计方案同步至所述车辆的三维整车模型，确定所述车身梁结构对应的设计参数。由于本发明将车身梁结构降阶成二维截面模型，然后根据二维截面模型构建车辆的壳单元三维简易梁模型，避免了传统的汽车车身复杂截面梁结构优化方式计算繁杂易出错、计算量大且耗时耗力的情况，在计算量小且设计更简单的壳单元三维简易梁模型上完成设计优化，可快速明确优化方向，最后同步更新至车辆的三维整车模型以确定对应的设计参数，有效提高了优化效率。

技术特征：

1.一种车身梁结构优化方法，其特征在于，所述车身梁结构优化方法包括：

2.如权利要求1所述的车身梁结构优化方法，其特征在于，所述基于所述壳单元三维简易梁模型对所述车身梁结构进行设计优化，获得所述车身梁结构的截面设计方案，包括：

3.如权利要求2所述的车身梁结构优化方法，其特征在于，所述对所述抽样样本进行设计寻优，获得所述车身梁结构的截面设计方案，包括：

4.如权利要求1所述的车身梁结构优化方法，其特征在于，所述根据车身梁结构的二维截面模型构建车辆的壳单元三维简易梁模型，包括：

5.如权利要求4所述的车身梁结构优化方法，其特征在于，所述根据所述二维截面模型和所述目标工况构建车辆的壳单元三维简易梁模型，包括：

6.如权利要求1所述的车身梁结构优化方法，其特征在于，所述将所述截面设计方案同步至所述车辆的三维整车模型，确定所述车身梁结构对应的设计参数，包括：

7.如权利要求6所述的车身梁结构优化方法，其特征在于，所述对所述计算结果进行设计验算，以确定所述车身梁结构对应的设计参数，包括：

8.一种车身梁结构优化装置，其特征在于，所述装置包括：

9.一种车身梁结构优化设备，其特征在于，所述设备包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的车身梁结构优化程序，所述车身梁结构优化程序配置为实现如权利要求1至7中任一项所述的车身梁结构优化方法的步骤。

10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有车身梁结构优化程序，所述车身梁结构优化程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述的车身梁结构优化方法的步骤。

技术总结
本发明涉及汽车结构优化技术领域，公开了一种车身梁结构优化方法、装置、设备及存储介质，该方法包括：根据车身梁结构的二维截面模型构建车辆的壳单元三维简易梁模型；基于壳单元三维简易梁模型对车身梁结构进行设计优化，获得截面设计方案；将截面设计方案同步至三维整车模型，确定车身梁结构对应的设计参数。相较于传统的车身梁结构优化方式计算繁杂易出错、计算量大且耗时耗力的情况，本发明将车身梁结构降阶成二维截面模型，然后根据二维截面模型构建车辆的壳单元三维简易梁模型，在计算量小且设计更简单的壳单元三维简易梁模型上完成设计优化，可快速明确优化方向，最后同步至三维整车模型以确定对应的设计参数，有效提高了优化效率。

技术研发人员：陆泽洋,祁子军
受保护的技术使用者：浙江吉利控股集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/17