【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及汽车前端模块优化，具体为基于多工况拓扑的汽车前端模块优化方法。
技术介绍
1、随着新车市场开发的快速化发展，汽车零部件开发周期急剧缩短，作为汽车重要零部件产品之一的前端框架，其性能指标种类繁多，目标要求也十分严格。因此，要在有限的开发周期内设计出满足所有性能指标且重量最优化的全塑前端框架，其难度可想而知。拓扑优化是一种在预定的设计空间中计算最优设计方案的概念性设计方法，并且在汽车轻量化设计中的应用越来越广，主要在于拓扑优化能够实现产品的高效设计。
2、现阶段产品的开发设计还处在经验设计阶段，设计出来的筋位厚度、起筋位置与方向过于复杂，导致产品无法达到轻量化的同时性能也是最优解，从而间接影响产品材料利用率与成本问题。本方法利用有限元理论的拓扑优化方法，对汽车前端模块进行拓扑优化设计，有效解决和实现汽车前端模块各安装点的刚度最优解问题，从而在满足汽车前端模块结构性能的同时实现了轻量化的目标。
技术实现思路
1、针对现有技术存在的不足，本专利技术目的是提供基于多工况拓扑的汽车前端模块优化方法、设备，可以解决现有的问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术是技术方案如下：
3、本专利技术是通过如下的技术方案来实现：基于多工况拓扑的汽车前端模块优化方法，包括以下步骤：
4、步骤一：构建前端模块、防撞梁、连接钣金和吸能盒的三维装配模型，并对三维装配模型进行几何修复和有限元网格划分；根据划分的网格定义设计域和非设计域；
5、
6、步骤三：将最小化柔度定义为前端模块设计的目标函数，设置制造工艺约束参数；
7、步骤四：采用正交惩罚材料密度法拓扑优化算法进行多次迭代计算，求得拓扑优化后的前端模块；
8、步骤五：对拓扑优化后的前端模块进行重分析，判断校核优化后模型的各工况刚度性能是否满足要求；
9、若满足，进行最终优化后的前端模块的模型重构定型；
10、若不满足，重复步骤一到步骤五。
11、进一步的，所述根据划分的网格定义设计域和非设计域，包括定义前端模块为设计域，定义防撞梁、连接钣金和吸能盒为非设计域。
12、进一步的，所述多工况边界条件包括机盖锁区域x/z向静刚度、大灯z向静刚度、散热器x/z向静刚度和缓冲块z向静刚度。
13、进一步的，所述设置制造工艺约束参数包括棋盘格现象控制、最大/最小尺寸约束和拔模/挤压约束。
14、进一步的，所述对拓扑优化后的前端模块进行重分析，包括采用optistruct软件中的ossmooth模块对拓扑优化后的前端模块进行重分析。
15、进一步的，所述采用optistruct软件中的ossmooth模块对拓扑优化后的前端模块进行重分析，包括：
16、将拓扑优化结果导入到optistruct软件中；
17、配置ossmooth模块的参数；
18、运行ossmooth模块，生成平滑后的模型；
19、对平滑后的模型进行重新分析；
20、根据重分析的结果，评估平滑后的模型是否满足设计要求。
21、进一步的，所述进行图像数据的标定，包括：图像分类、目标检测和语义分割。
22、一种基于多工况拓扑的汽车前端模块优化设备，包括处理器以及存储器；所述存储器用于存储程序；所述处理器执行所述程序实现如上述任一项所述的方法。
23、一种计算机可读存储介质，所述存储介质存储有程序，所述程序被处理器执行实现如上述中任一项所述的方法。
24、与现有技术相比，本专利技术的有益效果包括：
25、本专利技术的基于多工况拓扑的汽车前端模块优化方法，其优点一在于能够同时进行多工况的结构拓扑优化，通过对结构的拓扑优化来获得最优的设计方案，提高结构刚强度的同时减少结构重量的目标，降本增效的轻量化目标；其优点二在于可以对优化后的前端模块直接进行重分析以及模型重构，进一步缩短了前端模块的开发周期，从而实现节约设计成本目标以提升市场竞争力。本专利技术具有逻辑简单、方便可靠等优点，同时极大的缩短了前端模块开发设计的周期，其在汽车领域尤其是汽车前端模块轻量化优化
具有极高的实用价值和推广意义。
【技术保护点】
1.基于多工况拓扑的汽车前端模块优化方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于多工况拓扑的汽车前端模块优化方法，其特征在于：所述根据划分的网格定义设计域和非设计域，包括定义前端模块为设计域，定义防撞梁、连接钣金和吸能盒为非设计域。
3.根据权利要求1所述的基于多工况拓扑的汽车前端模块优化方法，其特征在于：所述多工况边界条件包括机盖锁区域X/Z向静刚度、大灯Z向静刚度、散热器X/Z向静刚度和缓冲块Z向静刚度。
4.根据权利要求1所述的基于多工况拓扑的汽车前端模块优化方法，其特征在于：所述设置制造工艺约束参数包括棋盘格现象控制、最大/最小尺寸约束和拔模/挤压约束。
5.根据权利要求1所述的基于多工况拓扑的汽车前端模块优化方法，其特征在于：所述对拓扑优化后的前端模块进行重分析，包括采用optistruct软件中的OSSmooth模块对拓扑优化后的前端模块进行重分析。
6.根据权利要求5所述的基于多工况拓扑的汽车前端模块优化方法，其特征在于：所述采用optistruct软件中的OSSmooth模块对拓扑优化后
7.一种基于多工况拓扑的汽车前端模块优化设备，其特征在于：包括处理器以及存储器；所述存储器用于存储程序；所述处理器执行所述程序实现如权利要求1-6中任一项所述的方法。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于：所述存储介质存储有程序，所述程序被处理器执行实现如权利要求1-6中任一项所述的方法。
...【技术特征摘要】
1.基于多工况拓扑的汽车前端模块优化方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于多工况拓扑的汽车前端模块优化方法，其特征在于：所述根据划分的网格定义设计域和非设计域，包括定义前端模块为设计域，定义防撞梁、连接钣金和吸能盒为非设计域。
3.根据权利要求1所述的基于多工况拓扑的汽车前端模块优化方法，其特征在于：所述多工况边界条件包括机盖锁区域x/z向静刚度、大灯z向静刚度、散热器x/z向静刚度和缓冲块z向静刚度。
4.根据权利要求1所述的基于多工况拓扑的汽车前端模块优化方法，其特征在于：所述设置制造工艺约束参数包括棋盘格现象控制、最大/最小尺寸约束和拔模/挤压约束。
5.根据权利要求1所述的基于多工况...
【专利技术属性】
技术研发人员：陶政平，周超群，陈昭，陈浩，徐洪德，王超，黄得星，
申请(专利权)人：合肥恒信轻量化科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：
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