(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211169988.5 (22)申请日 2022.09.22 (71)申请人 岚图汽车 科技有限公司 地址 430000 湖北省武汉市经济技 术开发 区人工智能科技园N栋研发楼3层 N3010号 (72)发明人 邓晓姣　王丕玉　刘侃　胡振东　 彭湃　 (74)专利代理 机构 武汉智权专利代理事务所 (特殊普通 合伙) 42225 专利代理师 余浩 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 30/15(2020.01)G06F 119/14(2020.01) G06F 119/04(2020.01) G06F 111/06(2020.01) (54)发明名称 一种多属性目标驱动 的铝制副车架优化设 计方法及系统 (57)摘要 本申请涉及一种多属性目标驱动 的铝制副 车架优化设计方法及系统， 其包括以下步骤： 获 取目标副车架的性能指标对应的目标数值， 所述 性能指标包括线 性强度、 线 性疲劳、 简化型模态、 线性刚度和线性碰撞性能； 利用目标副车架的周 边布置数据， 创建3D设计空间； 结合目标副车架 的重量、 性能指标及目标数值， 建立模拟副车架； 进行拓扑优化， 得到整体设计力传递路径， 以及 新的模拟副车架和新的目标数值， 对 该目标数值 进行解读， 得到新的整体设计力传递路径和初版 3D模型。 由于重新定义了影 响副车架设计的性能 指标， 在前期可以忽略局部结构造成的引力集 中， 更关注于整体框架结构的寻找， 减少不需要 的多余结构， 还为后期进行局部结构的寻找和优 化提供优化方向。 权利要求书3页 说明书8页 附图1页 CN 115544746 A 2022.12.30 CN 115544746 A 1.一种多属性目标驱动的铝制副车架优化设计方法， 其特 征在于， 其包括以下步骤： 获取目标副车架的性 能指标对应的目标数值， 所述性能指标包括线性强度、 线性疲劳、 简化型模态、 线性刚度和线性碰撞性能； 利用目标副车架的周边布置数据， 创建3D设计空间； 结合目标副车架的重量、 性能指标及目标 数值， 在所述3D设计空间内建立模拟副车架； 结合制造工艺， 对模拟副车架进行拓扑优化， 得到整体设计力传递路径， 以及新的模拟 副车架和新的目标数值， 对该模拟副车架和目标数值进 行解读， 并基于得到的解读结果， 对 该整体设计力传递路径进行优化， 得到新的整体设计力传递路径； 将新的整体设计力传递路径以及所述 解读结果， 作为初版3D数据， 并建立初版3D模型。 2.如权利要求1所述的多属性目标驱动的铝制副车架优化设计方法， 其特征在于， 定义 性能指标的具体步骤如下： 线性强度为： 利用整体结构柔度指标将 非线性工况下副车架各个接附点的强度计算转 化为线性工况的强度计算， 以使 线性强度代 表非线性工况和线性工况 下的副车架的强度； 线性碰撞性能为： 将副车架 的非线性碰撞结果转化为线性碰撞结果， 并将与非线性碰 撞结果对标吻合度在80％以上的线性碰撞结果作为线性碰撞性能； 线性刚度， 其包括接附点刚度和动 刚度； 接附点刚度通过建立1/2有限元悬架模型， 并 关联悬架KC指标中的纵向力/横向力/回正力矩三个方向的柔度目标定义， 在1/2有限元悬 架模型加载CAE分析柔度， 并将柔度作为接附点刚度； 简化型模态， 其包括一阶弯曲模态和一阶扭转模态； 一阶弯曲模态包括弯曲刚度， 一阶 扭转模态包括扭转刚度定； 弯曲刚度定义为绕副车架Y轴的弯曲以及副车架X轴的弯曲； 扭 转刚度定义 为副车架前后左右四个角落的扭转形态刚度。 3.如权利要求1或2所述的多属性目标驱动的铝制副车架优化设计方法， 其特征在于， 在根据所述初版3D数据建立初版3D模型之后， 还 包括以下步骤： 对所述初版3D模型进行CAE线性校核， 并记录第一结果； 对所述初版3D模型进行CAE非线性校核， 并记录第二结果； 将第一结果和第二结果进行对标关联， 若关联度超过80％以上， 则所述初版3D模型符 合要求； 否则， 调整所述性能指标的目标数值， 重复结合目标副车架的重量、 性能指标及目标数 值， 在所述3D设计空间内建立模拟副车架； 结合制造工艺， 对模拟副车架进行拓扑优化， 得 到整体设计力 传递路径， 以及新的模拟副车架和新的目标数值， 对该目标数值进 行解读， 并 基于得到的解读结果， 对该整体设计力 传递路径进 行优化， 得到新的整体设计力 传递路径； 将新的整体设计力传递路径以及所述解读结果， 作为初版3D数据， 并建立初版3D模型的步 骤； 直到第一结果和第二结果关联度超过80％以上为止 。 4.如权利要求3所述的多属性目标驱动的铝制副车架优化设计方法， 其特征在于， 在所 述初版3D模型符合要求之后， 进行以下步骤： 创建局部设计空间， 创建基于局部空间的优化模型； 将符合要求初版3D模型的对应的性能指标的目标数值作为变量的目标输入， 利用该优 化模型进行拓扑优化： 对优化后的结果进行解读， 得到所述初版3D模型的局部设计力传递路径。权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115544746 A 25.如权利要求3所述的多属性目标驱动的铝制副车架优化设计方法， 其特 征在于： 在建立初版3D模型创建完毕后， 将简化型模态计算的弯曲刚度和扭转刚度替换为模态 频率。 6.如权利要求 4所述的多属性目标驱动的铝制副车架优化设计方法： 根据所述初版3D模型和所述局部设计力传递路径， 并输入尺寸与形貌设计变量， 创建 临时3D模型； 通过调用实际求解器对临时3D模型进行DOE拟合响应面计算优化， 最终得到终版结构 3D模型。 7.如权利要求1所述的多属性目标驱动的铝制副车架优化设计方法， 其特征在于， 结合 目标副车架的重量、 性能指标及目标数值， 在所述3D设计空间内建立模拟副车架， 具体包括 以下步骤： 基于初始车架的结构， 建立第 一设计优化空间， 并利用该第 一设计优化空间， 判断初始 车架的结构可能的冗余部分； 基于第一设计优化空间以及 初始副车架空腔部分填充得到第二设计优化空间； 基于第二设计优化空间往外扩张直到周边布置空间不再允许， 得到第三设计优化空 间； 基于第三设计优化空间， 并结合所述性能指标、 目标数值和制造工艺进行得到模拟副 车架。 8.如权利要求1所述的多属性目标驱动的铝制副车架优化设计方法， 其特征在于， 对该 模拟副车架和目标 数值进行解读， 包括以下步骤： 对单一工况下每个性 能指标的优化结果进行解读， 以找到该工况的材料的最佳布置情 况； 同时利用重量分布分析， 解读出在三维XYZ空间内， 对每个性能指标影响比较大的空间 材料， 以及每 个性能指标对应的最优设计力传递路径； 获取所有工况的解读结果， 并进行复合解读， 以确定占主导作用的性能指标， 并确定出 工程意义的片 体型面或者框架中心线， 并在新的模拟副车架中创建对应的线框模型和型面 大面； 结合制造工艺， 确定型材、 空腔铸造和拔模铸造的具体区域， 以及各个区域的连接方 式。 9.如权利要求8所述的多属性目标驱动的铝制副车架优化设计方法， 其特征在于， 在结 合制造工艺， 对模拟副车架进行拓扑优化之前， 还 包括以下步骤： 对于模拟副车架 的框架结构比较明显的结构， 设置工艺约束； 对于型面比较明显的结 构， 设置大面约束。 10.一种多属性目标驱动的铝制副车架优化设计系统， 其特 征在于， 其包括： 第一模块， 其用于获取目标副车架 的性能指标对应的目标数值， 所述性能指标包括线 性强度、 线性 疲劳、 简化型模态、 线性刚度和线性碰撞性能； 第二模块， 其用于利用目标副车架的周边布置数据， 创建3D设计空间； 第三模块， 其用于结合目标副车架的重量、 性能指标及目标数值， 在所述3D设计空间内 建立模拟副车架；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115544746 A 3