一种优化梁截面的有限元计算方法、系统及存储介质技术方案

本发明专利技术公开了一种优化梁截面的有限元计算方法、系统及存储介质，本发明专利技术中由于车辆梁的抗弯刚度等于材料的弹性模量与抗弯轴上的截面惯性矩的乘积，因此通过计算出车辆梁的截面惯性矩后，改变材料弹性模量的方法等效改变截面几何尺寸的方法，实现其抗弯刚度的改变，从而开展整个模型的有限元计算，从而能够快速计算车辆梁的结构的截面的改变对整体结构性能的影响。能的影响。能的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种优化梁截面的有限元计算方法、系统及存储介质


[0001]本专利技术涉及车辆结构设计领域，特别涉及一种优化梁截面的有限元计算方法、系统及存储介质。

技术介绍

[0002]车辆中梁的抗弯刚度等于材料的弹性模量与抗弯轴上的截面惯性矩的乘积，想通过有限元方法计算出车身上某一梁的截面改变对整体结构性能的影响，依据现有技术就必须建好梁的几何模型，然后通过有限元建模进行计算。
[0003]车辆中梁自身的抗弯刚度和截面惯性矩是线性关系，截面惯性矩提升多少，梁的抗弯能力就会提升多少，但是梁结构装配在整车结构上后，其对整体结构性能的影响并不是线性关系，仍需要建立有限元模型，开展计算。
[0004]由于修改车辆梁截面是一件复杂的工作，周期较长，因此在现有技术在计算梁截面的改变对整体结构性能的影响周期也会同时拉长，针对这个问题，本申请提出了一种解决方案。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：本专利技术的目的是提供一种优化梁截面的有限元计算方法、系统及存储介质，利用车辆梁结构材料的弹性模量来等效梁结构截面的变化，从而快速计算梁结构的截面变化对车辆整体结构性能的影响
[0006]技术方案：本专利技术所述的一种优化梁截面的有限元计算方法，包括有以下步骤：
[0007]S1：通过软件获取车辆中梁的初始截面惯性矩；
[0008]S2：对梁的初始截面进行优化，优化出新的截面状态；
[0009]S3：对优化方案进行验证，确认优化方案对梁整体结构的抗弯能力的提升。
[0010]作为优选，所述S1中软件为HyperMesh软件，采用HyperMesh软件中的HyperBeam功能截取梁截面，自动计算出初始截面惯性矩。
[0011]作为优选，所述S2中对梁的初始截面进行优化中，优化方向以空间要求、成本要求和工艺要求为基础，来对截面形状进行优化。
[0012]作为优选，所述S3中对优化方案进行验证具体包括以下步骤：
[0013]S3.1：计算优化后的截面惯性矩与原始截面惯性矩的比值系数；
[0014]S3.2：将S3.1中的比值系数等效成弹性模量增加的系数，确认等效后的弹性模量；
[0015]S3.3：将等效后的弹性模量等效进梁整体结构的抗弯能力中进行计算，得到最终梁整体结构的抗弯能力，从而确认优化方案对梁整体结构的抗弯能力的提升。
[0016]有益效果：本专利技术通过HyperBeam计算出复杂的梁结构的截面的截面惯性矩后，通过改变车辆梁结构材料弹性模量的方法来等效改变截面几何尺寸，实现其抗弯刚度的改变，从而开展整个模型的有限元计算，实现快速计算梁结构的截面改变对车辆整体结构性能的影响。
附图说明
[0017]图1是本专利技术中HyperMesh计算梁截面初始状态的截面惯性矩界面图；
[0018]图2是本专利技术中HyperMesh计算梁截面优化后的截面惯性矩界面图。
具体实施方式
[0019]下面将结合本申请实施例中的附图1
‑
2，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述
[0020]本专利技术中一种优化梁截面的有限元计算方法，具体包括以下步骤：
[0021]S1：运用HyperMesh软件单独显是梁结构模型，其他结构隐藏，通过HyperBeam功能截取梁截面，如图1所示，梁截面初始状态的截面惯性矩被计算出来，其值342380.36；
[0022]S2：对梁的初始截面进行优化，根据空间要求、成本要求和工艺要求，优化出新的截面状态以提升截面的惯性矩，如图2所示，在本实施例中截面高度增加，同时截面内部增加了两个钣金作为加强，优化后的断面，其截面惯性矩增加至1017559.979，是原结构的2.97倍；
[0023]S3：对优化方案进行验证，确认优化方案对梁整体结构的抗弯能力的提升，具体包括以下步骤：
[0024]S3.1：计算优化后的截面惯性矩与原始截面惯性矩的比值系数，在本实施例中比值系数为2.97；
[0025]S3.2：将S3.1中的比值系数等效成弹性模量增加的系数，确认等效后的弹性模量，在本实施例中，原结构的弹性模量为69000Mpa，等效后的弹性模量为204930Mpa；
[0026]S3.3：将等效后的弹性模量等效进梁整体结构的抗弯能力中进行计算，理论上，车辆梁的自身的抗弯能力被提升了2.97倍，但是车辆结构整体的抗弯能力并没有提升这么多，原因是梁只是车辆整体结构的一部分，但是梁结构抗弯能力提升2.97倍后，对整体性能提升了多少，就需要用这种快速等效的方法进行计算，通过计算得到最终梁整体结构的抗弯能力，从而确认优化方案对梁整体结构的抗弯能力的提升。
[0027]本实施例还提供了一种优化梁截面的有限元计算系统，包括有网络接口、存储器和处理器，其中网络接口，用于在与其他外部网元之间进行收发信息过程中，实现信号的接收和发送；存储器，用于存储能够在所述处理器上运行的计算机程序指令；处理器，用于在运行所述计算机程序指令时，执行上述优化梁截面的有限元计算方法的步骤。
[0028]本实施例还提供了一种计算机存储介质，该计算机存储介质存储有计算机程序，在处理器执行所述计算机程序时可实现以上所描述的方法。所述计算机可读介质可以被认为是有形的且非暂时性的。非暂时性有形计算机可读介质的非限制性示例包括非易失性存储器电路(例如闪存电路、可擦除可编程只读存储器电路或掩膜只读存储器电路)、易失性存储器电路(例如静态随机存取存储器电路或动态随机存取存储器电路)、磁存储介质(例如模拟或数字磁带或硬盘驱动器)和光存储介质(例如CD、DVD或蓝光光盘)等。计算机程序包括存储在至少一个非暂时性有形计算机可读介质上的处理器可执行指令。计算机程序还可以包括或依赖于存储的数据。计算机程序可以包括与专用计算机的硬件交互的基本输入/输出系统(BIOS)、与专用计算机的特定设备交互的设备驱动程序、一个或多个操作系统、用户应用程序、后台服务、后台应用程序等。
[0029]本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD
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ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0030]本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种优化梁截面的有限元计算方法，其特征在于：包括有以下步骤：S1：通过软件获取车辆中梁的初始截面惯性矩；S2：对梁的初始截面进行优化，优化出新的截面状态；S3：对优化方案进行验证，确认优化方案对梁整体结构的抗弯能力的提升。2.根据权利要求1所述的一种优化梁截面的有限元计算方法，其特征在于：所述S1中软件为HyperMesh软件，采用HyperMesh软件中的HyperBeam功能截取梁截面，自动计算出初始截面惯性矩。3.根据权利要求1所述的一种优化梁截面的有限元计算方法，其特征在于：所述S2中对梁的初始截面进行优化中，优化方向以空间要求、成本要求和工艺要求为基础，来对截面形状进行优化。4.根据权利要求1所述的一种优化梁截面的有限元计算方法，其特征在于：所述S3中对优化方案进行验证具体包括以下步骤：S3.1：计算优化后的截面惯性矩与原始截面惯性矩的比值系数；S3.2：将S3.1中的比值系数等效成弹性模量增加的...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡高宁，
申请(专利权)人：的卢技术有限公司，
类型：发明
国别省市：