【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及软件处理以及机械设计制造领域，具体涉及一种车身焊点拓扑优化系统、方法、存储介质及电子设备。
技术介绍
1、电阻点焊是车身制造中最主要的连接方式，通常一辆乘用车有数千个焊点遍布车身结构，在批量化生产中，每节省一个焊点，就可使总体成本大幅降低。焊点布置的合理与否不仅关系到整车的制造成本，更重要的是与车身结构的刚度、强度、模态频率以及碰撞性等各项性能密切相关。以往在车身设计制造过程中，车身焊点布置在极大程度上依赖于工程师的个人经验，缺乏系统性的指导方案，为满足性能需要往往人为增加焊点数量，致使车身部分区域存在多余焊点，增加了设计制造成本；另一方面，基于经验的焊点布置可能导致车身部分区域焊点数量不足，从而不能充分发挥结构与材料性能，造成用料及成本增加。更为重要的是，焊点布置不合理还可能导致车身局部应力过大，甚至连接失效，影响整车安全性能。
2、并且随着新能源汽车的崛起，传统的汽车的市场竞争力与市场份额在不断的缩小，降低能耗实现节能减排是汽车生产商和消费者共同关注的话题。对于汽车来说，整备质量消耗了动力系统输出能量的约70％以上，因此，怎样在不牺牲车身各方面性能，且不大幅提高汽车制造成本的前提下，有效地降低整车的质量以达到降低燃油消耗的目标，是亟待解决的问题。
3、鉴于此本领域技术人员亟需提供车身焊点拓扑优化系统方法、存储介质及电子设备用于降低车身质量以及提供一种焊点优化方法以保证在降低车身质量的同时减少对车辆的影响，保证整车安全性能。
技术实现思路
1
2、本专利技术目的基于以下技术方案实现：
3、本专利技术目的第一方面，提供了一种车身焊点拓扑优化系统，包括用于导入和/或建立车身模型并仿真的cad/cae模块，拓扑优化模块，有限元分析模块以及输出模块；
4、所述有限元分析模块调用所述cad/cae模块中的仿真车身模型，将所述仿真车身模型进行初始性能分析以及对所述拓扑优化模块优化后车身模型进行性能分析，确定拓扑优化后性能；
5、所述拓扑优化模块，提取车身模型基础强度、刚度和模态，并对车身焊点先满焊设置在通过约束进行拓扑优化；
6、所述输出模块被配置为输出所述拓扑优化模块优化后的车身结构模型和焊点布局图纸；
7、所述cad/cae模块，拓扑优化模块，有限元分析模块以及输出模块通信连接。
8、进一步的，还包括可视化模块，所述可视化模块用于显示cad/cae模块三维图、应力分布云图以及拓扑优化模块优化结果性能数据。
9、本专利技术目的第二方面，提供了一种车身焊点拓扑优化方法，利用上述的车身焊点拓扑系统，包括以下步骤：
10、s1.建立车身结构模型：利用所述cad/cae模块建立车身结构的三维模型，呈现零部件几何形状与连接关系,并进行仿真；
11、s2.初始模型性能分析:利用所述有限元分析模块对进行初始性能分析；
12、s3.确定优化目标和约束条件：根据设计要求和性能指标，确定车身焊点拓扑优化目标和约束条件；
13、s4.应用拓扑优化算法：利用所述拓扑优化模块运用拓扑优化算法对车身结构优化；
14、s5.结构强度评估：所述有限元分析模块对优化后的车身结构进行有限元分析，评估其强度、刚度以及模态，并验证优化方案的有效性和可行性；
15、s6.输出优化结果：输出优化后的车身结构模型和焊点布局图纸，作为生产制造的参考依据。
16、进一步的，所述初始性能包括强度、刚度和模态指标数据。
17、进一步的，步骤s3中，所述优化目标为最小化车身重量以及最小化柔度至少一个，所述约束条件为体积分数、强度模态以及刚度至少一个。
18、进一步的，步骤s4中，在拓扑优化前删除所述原始焊点，以beam单元节点对节点连接实现满焊。
19、进一步的，所述拓扑优化算法包括遗传算法或模拟退火算法或tanh函数中的至少一种。
20、进一步的，步骤s3中，所述评估指的是通过分析提取最佳焊点位置对原结构车身焊点进行修正，修正以布置位置最少为参考同时兼顾性能的提优对性能较弱位置进行补强；补强后对新结构车身导入到计算存储介质中进行再分析，确保优化结果的可靠性。
21、本专利技术目的第三方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，指令被处理器执行时实现如上述的一种车身焊点拓扑优化方法。
22、本专利技术目的第四方面，提供了一种电子设备，至少包括处理器以及用于存储处理器可执行指令的计算机可读存储介质，所述处理器执行指令时实现上述的一种车身焊点拓扑优化方法。
23、现有的仿真焊点优化方法只是针对车身原有焊点的分布间距或焊点大小进行优化，具有一定的局限性。本专利技术通过拓扑优化技术将白车身质量和柔度进行合成作为优化目标，以体积分数、强度模态和刚度作为约束进行拓扑优化。删除车身原有焊点，对车身所有连接位置采用节点对节点的满焊设置，通过优化，不仅可以找到最佳的焊点位置，还可以发现其他连接形式的薄弱点，增强性能。
24、本专利技术利用计算机辅助设计(cad)和有限元分析(fea)技术，结合材料科学和机械工程知识，实现对车身焊点布局的智能化优化，以提高汽车整体性能和燃油效率。
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1.一种车身焊点拓扑优化系统，其特征在于，包括用于导入和/或建立车身模型并仿真的CAD/CAE模块，拓扑优化模块，有限元分析模块以及输出模块；
2.根据权利要求1所述的一种车身焊点拓扑优化系统，其特征在于，还包括可视化模块，所述可视化模块用于显示CAD/CAE模块三维图、应力分布云图以及拓扑优化模块优化结果性能数据。
3.一种车身焊点拓扑优化方法，其特征在于，利用权利要求1或2所述的车身焊点拓扑系统，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种车身焊点拓扑优化方法，其特征在于，步骤S2中，所述初始性能包括强度、刚度和模态指标数据。
5.根据权利要求3所述的一种车身焊点拓扑优化方法，其特征在于，步骤S3中，所述优化目标为最小化车身重量以及最小化柔度至少一个，所述约束条件为体积分数、强度模态以及刚度至少一个。
6.根据权利要求3所述的一种车身焊点拓扑优化方法，其特征在于，步骤S4中，在拓扑优化前删除所述原始焊点，以beam单元节点对节点连接实现满焊。
7.根据权利要求3所述的一种车身焊点拓扑优化方法，其特征在于，
8.根据权利要求3所述的一种车身焊点拓扑优化方法，其特征在于，步骤S3中，所述评估指的是通过分析提取最佳焊点位置对原结构车身焊点进行修正，修正以布置位置最少为参考同时兼顾性能的提优对性能较弱位置进行补强；补强后对新结构车身导入到计算存储介质中进行再分析，确保优化结果的可靠性。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机指令，指令被处理器执行时实现如权利要求3～8中任一项所述的一种车身焊点拓扑优化方法。
10.一种电子设备，其特征在于，至少包括处理器以及用于存储处理器可执行指令的计算机可读存储介质，所述处理器执行指令时实现权利要求3～8中任一项所述的一种车身焊点拓扑优化方法。
...【技术特征摘要】
1.一种车身焊点拓扑优化系统，其特征在于，包括用于导入和/或建立车身模型并仿真的cad/cae模块，拓扑优化模块，有限元分析模块以及输出模块；
2.根据权利要求1所述的一种车身焊点拓扑优化系统，其特征在于，还包括可视化模块，所述可视化模块用于显示cad/cae模块三维图、应力分布云图以及拓扑优化模块优化结果性能数据。
3.一种车身焊点拓扑优化方法，其特征在于，利用权利要求1或2所述的车身焊点拓扑系统，包括以下步骤：
4.根据权利要求3所述的一种车身焊点拓扑优化方法，其特征在于，步骤s2中，所述初始性能包括强度、刚度和模态指标数据。
5.根据权利要求3所述的一种车身焊点拓扑优化方法，其特征在于，步骤s3中，所述优化目标为最小化车身重量以及最小化柔度至少一个，所述约束条件为体积分数、强度模态以及刚度至少一个。
6.根据权利要求3所述的一种车身焊点拓扑优化方法，其特征在于，步骤s4中，在拓扑优...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙志宾，韩明亮，路广明，徐茂青，王永彬，王汝军，王建军，魏益胜，刘义然，
申请(专利权)人：国科轻金滨州材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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