車體結構高效模態(tài)輕量設計程序
本成果解決了車體結構板件參數多、數量大,現(xiàn)有商業(yè)軟件難以開展車體優(yōu)化設計等難題,實現(xiàn)了車體結構的快速建模、高效模態(tài)分析和輕量協(xié)同優(yōu)化設計,計算效率較商業(yè)仿真軟件大幅度提高。同時,本成果還具有以下創(chuàng)新點:
1.研究車體結構材料的形狀和構成特性,提出了基于圖像識別的車體智能建模方法,關鍵節(jié)點的精準度可保持在95%以上,提高了車體結構在橫截面維度建模的效率和便捷性。
2.研究車體截面的幾何特性,采用向量化的計算方式對車體截面實現(xiàn)了特性表征,提高計算效率的同時也為后續(xù)輕量協(xié)同優(yōu)化提供了支持。
3.探究車體結構的變形特點,提出CUF高階梁理論的截面降階和動剛度法軸向降階方法,在保證精度前提下最大限度減小自由度,進一步提高了建模和計算效率。
4.研究車體結構的力學特性,結合機器學習等高效優(yōu)化算法,構建結構尺寸、形狀、拓撲優(yōu)化設計模型,實現(xiàn)大規(guī)模多設計變量的輕量化及動力特性優(yōu)化研究,計算效率與傳統(tǒng)優(yōu)化方法相比提高3個數量級,優(yōu)化效果可提升10%左右。
5.本成果所用框架和算法均采用PYTHON語言編寫完成,具有完全自主知識產權,可突破國外限制。
中南大學
2024-03-15