一种轻量化设计方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种轻量化设计方法及系统。该方法包括如下步骤：基于对待轻量化设备的质量特性分析，获取待轻量化设备的质量特性分析结果；基于待轻量化设备的质量特性分析结果，确定轻量化策略和预期减重量；根据轻量化策略和预期减重量，设计针对待轻量化设备的轻量化方案；基于轻量化方案，对已轻量化设备进行有限元分析，以进行性能验证；若性能验证通过，则确定轻量化方案为最终方案；若性能验证未通过，则重新确定轻量化策略以及预期减重量，直至性能验证通过。该方法能够根据不同的待轻量化设备及减重需求，确定针对性的轻量化策略，不仅通用性强，可操作性高，而且减重效果明显、性能可靠。性能可靠。性能可靠。

【技术实现步骤摘要】
一种轻量化设计方法及系统


[0001]本专利技术涉及一种轻量化设计方法，同时也涉及相应的轻量化设计系统，属于轻量化


技术介绍

[0002]承载车辆对车载安检设备有严格的总重量限制。通过轻量化设计方法可以有效降低车载安检设备总重量。减重后的车载安检设备可以满足总重量要求，避免选用更大更复杂的承载车辆，从而降低整体购置和改装费用。
[0003]目前，进行轻量化的对象多为车辆底盘或车辆骨架，没有直接针对车载安检设备的轻量化设计方法。针对车辆或车载设备的轻量化技术主要是根据有限元分析结果进行减重优化来实现轻量化，分析的对象为单一零件或简单零件，无法解决包含大量零件的复杂设备的问题。而且，轻量化的策略相对单一，轻量化后减重的百分比通常很小。
[0004]在申请号为202110528604.3的中国专利技术申请中，公开了一种车载光电平台照准架轻量化方法，包括：根据需求设计优化模型；进行参数化建模以及模型关联；网格划分并施加载荷和约束条件建立有限元模型，并进行静力学和模态分析；根据有限元分析结果进行灵敏度分析，并根据分析结果对优化模型进行改进；进行试验设计，构造响应面，进而进行优化设计。利用该技术方案，能够在车载光电平台照准架设计过程中全面衡量各个因素对照准架综合性能的影响，实现多目标全局优化，在严格控制照准架重量的前提下，在最大程度上提升其动态性能，从而满足车载光电平台的使用需求。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的首要技术问题在于提供一种轻量化设计方法，以改善车载安检设备的轻量化效果。
[0006]本专利技术所要解决的另一技术问题在于提供一种轻量化设计系统。
[0007]为了实现上述技术目的，本专利技术采用以下的技术方案：
[0008]根据本专利技术实施例的第一方面，提供一种轻量化设计方法，包括如下步骤：
[0009]基于对待轻量化设备的质量特性分析，获取所述待轻量化设备的质量特性分析结果；
[0010]基于所述待轻量化设备的质量特性分析结果，确定轻量化策略和预期减重量；
[0011]根据所述轻量化策略和预期减重量，设计针对所述待轻量化设备的轻量化方案；
[0012]基于所述轻量化方案，对已轻量化设备进行有限元分析，以进行性能验证；
[0013]若所述性能验证通过，则确定所述轻量化方案为最终方案；若所述性能验证未通过，则重新确定轻量化策略以及预期减重量，直至所述性能验证通过。
[0014]其中较优地，所述基于对待轻量化设备的质量特性分析，获取所述待轻量化设备的质量特性分析结果，具体包括：
[0015]获取待轻量化设备的各部件的质量分布；
[0016]根据所述各部件的质量分布，对所述待轻量化设备的各部件进行质量特性的分析，以获取所述待轻量化设备的质量特性分析结果。
[0017]其中较优地，所述基于待轻量化设备的质量特性分析结果，确定轻量化策略和预期减重量，具体包括：
[0018]基于对所述待轻量化设备的整体质量特性分析结果，确定需要进行轻量化设计的框架结构；
[0019]针对所述框架结构，确定轻量化基本方法和框架结构的预期减重量；
[0020]基于对所述待轻量化设备各部件的质量特性分析结果，确定所有待轻量化部件；
[0021]针对各所述待轻量化部件，确定轻量化基本方法和待轻量化部件的预期减重量；其中，所述框架结构的预期减重量与各所述待轻量化部件的预期减重量之和为所述待轻量化设备的预期减重量。
[0022]其中较优地，所述轻量化基本方法至少包括：简化结构或替换材料；
[0023]所述简化结构至少包括：保留承重部分和连接部分，去除非必要部分；所述替换材料至少包括：将第一材料替换为第二材料，其中，相同体积下，所述第一材料的重量大于所述第二材料的重量。
[0024]其中较优地，该轻量化设计方法还包括：
[0025]根据所述框架结构以及各所述待轻量化部件的轻量化优先级，进行列表排序，以基于所述列表依次进行轻量化设计。
[0026]其中较优地，根据所述轻量化策略和预期减重量，设计针对所述待轻量化设备的轻量化方案，具体包括：
[0027]根据所述轻量化基本方法对所述待轻量化设备的框架结构进行结构简化，并获取所述框架结构的实际减重量；
[0028]根据所述轻量化基本方法对各所述待轻量化部件进行轻量化设计，并获取各所述待轻量化部件的实际减重量；
[0029]确定所述待轻量化设备的整体工艺方案；
[0030]检验所述框架结构的实际减重量与各所述待轻量化部件的实际减重量之和是否满足减重需求。
[0031]其中较优地，所述基于所述轻量化方案，对已轻量化设备进行有限元分析，以进行性能验证，具体包括：
[0032]获取已轻量化设备的精简框架结构，并计算非框架结构的质量和质心位置，其中，所述精简框架结构与所述非框架结构共同组成所述已轻量化设备；
[0033]基于所述非框架结构的质量和质心位置，将所述非框架结构作为外部载荷，建立所述精简框架结构的有限元分析模型；
[0034]利用所述有限元分析模型对所述已轻量化设备进行有限元分析，以进行性能验证。
[0035]其中较优地，通过所述待轻量化设备的BOM报表，对所述待轻量化设备的各部件的质量分布进行统计。
[0036]其中较优地，所述待轻量化设备至少包括车载安检设备。
[0037]根据本专利技术实施例的第二方面，提供一种轻量化设计系统，包括处理器和存储器，
所述处理器读取所述存储器中的计算机程序，用于执行以下操作：
[0038]基于对待轻量化设备的质量特性分析，获取所述待轻量化设备的质量特性分析结果；
[0039]基于所述待轻量化设备的质量特性分析结果，确定轻量化策略和预期减重量；
[0040]根据所述轻量化策略和预期减重量，设计针对所述待轻量化设备的轻量化方案；
[0041]基于所述轻量化方案，对已轻量化设备进行有限元分析，以进行性能验证；
[0042]若所述性能验证通过，则确定所述轻量化方案为最终方案；若所述性能验证未通过，则重新确定轻量化策略以及预期减重量，直至所述性能验证通过。
[0043]与现有技术相比较，本专利技术所提供的轻量化设计方法及系统，可以根据质量分布统计结果，结合减重量要求，确定针对性的轻量化策略，通过优化结构和应用新材料的方式进行轻量化，通过精简整机模型后进行有限元分析来验证方案，最终实现车载安检设备整体减重的效果。由此，利用该方法不仅通用性强，可操作性高，而且减重效果明显、性能可靠。
附图说明
[0044]图1为本专利技术实施例提供的一种轻量化设计方法的整体流程图；
[0045]图2为本专利技术实施例提供的一种轻量化设计方法的具体流程图；
[0046]图3为本专利技术的案例一中，轻量化设计的具体流程图；
[0047]图4为本专利技术的案例二中，轻量化设计的具体流程图；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轻量化设计方法，其特征在于包括如下步骤：基于对待轻量化设备的质量特性分析，获取所述待轻量化设备的质量特性分析结果；基于所述待轻量化设备的质量特性分析结果，确定轻量化策略和预期减重量；根据所述轻量化策略和预期减重量，设计针对所述待轻量化设备的轻量化方案；基于所述轻量化方案，对已轻量化设备进行有限元分析，以进行性能验证；若所述性能验证通过，则确定所述轻量化方案为最终方案；若所述性能验证未通过，则重新确定轻量化策略以及预期减重量，直至所述性能验证通过。2.如权利要求1所述的轻量化设计方法，其特征在于，所述基于对待轻量化设备的质量特性分析，获取所述待轻量化设备的质量特性分析结果，具体包括：获取待轻量化设备的各部件的质量分布；根据所述各部件的质量分布，对所述待轻量化设备的各部件进行质量特性的分析，以获取所述待轻量化设备的质量特性分析结果。3.如权利要求2所述的轻量化设计方法，其特征在于，所述基于所述待轻量化设备的质量特性分析结果，确定轻量化策略和预期减重量，具体包括：基于对所述待轻量化设备的整体质量特性分析结果，确定需要进行轻量化设计的框架结构；针对所述框架结构，确定轻量化基本方法和框架结构的预期减重量；基于对所述待轻量化设备各部件的质量特性分析结果，确定所有待轻量化部件；针对各所述待轻量化部件，确定轻量化基本方法和待轻量化部件的预期减重量；其中，所述框架结构的预期减重量与各所述待轻量化部件的预期减重量之和为所述待轻量化设备的预期减重量。4.如权利要求3所述的轻量化设计方法，其特征在于，所述轻量化基本方法至少包括：简化结构或替换材料；所述简化结构至少包括：保留承重部分和连接部分，去除非必要部分；所述替换材料至少包括：将第一材料替换为第二材料，其中，相同体积下，所述第一材料的重量大于所述第二材料的重量。5.如权利要求3所述的轻量化设计方法，其特征在于还包括：根据所述框架结构以及各所述待轻量化部件的轻量化优先级，进行列表排序，以基于所述列表依次进行...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘溢溥，孟志强，刘斌，张燕鸣，
申请(专利权)人：北京中盾安民分析技术有限公司，
类型：发明
国别省市：