车体结构高效模态轻量设计程序
本成果解决了车体结构板件参数多、数量大,现有商业软件难以开展车体优化设计等难题,实现了车体结构的快速建模、高效模态分析和轻量协同优化设计,计算效率较商业仿真软件大幅度提高。同时,本成果还具有以下创新点:
1.研究车体结构材料的形状和构成特性,提出了基于图像识别的车体智能建模方法,关键节点的精准度可保持在95%以上,提高了车体结构在横截面维度建模的效率和便捷性。
2.研究车体截面的几何特性,采用向量化的计算方式对车体截面实现了特性表征,提高计算效率的同时也为后续轻量协同优化提供了支持。
3.探究车体结构的变形特点,提出CUF高阶梁理论的截面降阶和动刚度法轴向降阶方法,在保证精度前提下最大限度减小自由度,进一步提高了建模和计算效率。
4.研究车体结构的力学特性,结合机器学习等高效优化算法,构建结构尺寸、形状、拓扑优化设计模型,实现大规模多设计变量的轻量化及动力特性优化研究,计算效率与传统优化方法相比提高3个数量级,优化效果可提升10%左右。
5.本成果所用框架和算法均采用PYTHON语言编写完成,具有完全自主知识产权,可突破国外限制。
中南大学
2024-03-15