基于LS-OPT汽車防撞梁參數化優化

一.背景

       汽車防撞梁是用來減輕車輛受到碰撞時吸收碰撞能量的一種裝置,主要由主梁、吸能盒以及安裝板等組成,主梁和吸能盒都可以在車輛發生碰撞時有效吸收碰撞能量。

      傳統的開發過程中,可以通過CAE仿真分析的手段對防撞梁結構進行開發設計,但是針對于整車碰撞分析,當模型規模較大時分析計算的時間會很長,在傳統的防撞梁結構優化設計時通常是根據工程師的經驗進行方案嘗試優化,這種方法既耗時而且設計的結構也不是最優的。

      本案例針對某款車防撞梁進行優化設計,為了節省計算優化時間,采用簡化模型。通過LSOPT的響應面法以及自適應模擬退火優化算法對防撞梁結構進行參數化優化。

碰撞過程防撞梁和吸能盒內能云圖(點擊圖片可查看動態云圖)

deform.gif

幻燈片2.png

二.分析模型

     本案例采用100%正面剛性墻碰撞工況,為了節省優化循環計算時間,使用簡化模型進行優化迭代。

幻燈片3.png

三.優化參數

      本案例為一款新能源汽車,防撞梁采用輕量化材料鋁材,因此防撞梁和吸能盒的材料在優化過程中不作為設計變量。優化設計變量包括防撞梁和吸能盒的內外板料厚參數,防撞梁內板空間位置參數,吸能盒內板空間位置參數。

       設計變量包括:形狀位置變量6個、厚度變量5個,共11個變量。

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設計變量DOE simulation(點擊圖片可查看變形圖)

基于LS-OPT汽車防撞梁參數化優化的圖5

四.優化設置

      本案例使用元模型和自適應模擬退火優化算法(ASA)。其中元模型使用徑向基函數法(RBFN),樣本點選擇使用LSOPT自帶的SpaceFilling方法。

      前處理通過ANSA環境完成,ANSA有非常友好的界面和接口用于聯合LSOPT進行聯合優化仿真分析。

幻燈片5.png

五 優化結果

基于LS-OPT汽車防撞梁參數化優化的圖7                                                                               優化響應面

基于LS-OPT汽車防撞梁參數化優化的圖8

                                                                               響應面精度

基于LS-OPT汽車防撞梁參數化優化的圖9                                                                    質量目標迭代歷史

基于LS-OPT汽車防撞梁參數化優化的圖10

                                              吸能盒優化結果前后對比(深色為優化結果)

六.結論

      通過本案例,可以幫助CAE工程師快速進行碰撞安全,防撞梁結構的開發設計,優化效果明顯。

幻燈片6.png

模型文件已經上傳到百度云

鏈接: https://pan.baidu.com/s/1Cex0xan-8v0f7p5uLrP9sg 

提取碼:bvy5

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