ANSA對(duì)焊點(diǎn)分布的優(yōu)化

2017-12-14 by:CAE仿真在線來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng)

介紹

裝配體某些零件間的連接方式對(duì)模型的性能有巨大的影響。因此,優(yōu)化連接類型或者方式,可以極大的提高模型性能。本文采用ANSA參數(shù)化和自動(dòng)功能,對(duì)中立柱的焊點(diǎn)分布進(jìn)行優(yōu)化,以減小側(cè)面撞擊的最大侵入。

問(wèn)題描述

在PAM-CRASH,對(duì)小車車身進(jìn)行側(cè)面撞擊分析,撞擊速度為56km/h。撞擊分析的目的是尋找沿兩個(gè)中立柱邊緣焊點(diǎn)的最優(yōu)分布,以減小中立柱對(duì)車廂的入侵。

連接線

連接線是優(yōu)化方法的基礎(chǔ),可以通過(guò)三維曲線或者預(yù)存在連接點(diǎn)非常方便的創(chuàng)建。后一種方法中,關(guān)于連接類型的所有點(diǎn)的信息,都通過(guò)連接線。

密度曲線

用戶自定義公式,描述了沿著連接線方向的焊點(diǎn)密度。X軸代表歸一化的連接線長(zhǎng)度,Y軸代表焊點(diǎn)密度(單位長(zhǎng)度上焊點(diǎn)數(shù)量)。通過(guò)ANSA腳本語(yǔ)言定義整個(gè)曲線的變化。只要密度曲線與連接線相符,則公式將密度對(duì)應(yīng)到連接長(zhǎng)度。密度曲線所圍成的面積代表總的焊點(diǎn)數(shù)目。提取這些信息,為后期優(yōu)化做準(zhǔn)備。

密度曲線參數(shù)

為了控制曲線變化,將密度曲線參數(shù)化。這里用到8個(gè)參數(shù)。d0, d1 及x1, dx1, x2, dx2, x3, dx3。前邊兩個(gè)參數(shù)代表最初與最早的相對(duì)密度,其他六個(gè)參數(shù)代表三個(gè)不同位置點(diǎn)的坐標(biāo)。這些參數(shù)是優(yōu)化問(wèn)題設(shè)計(jì)過(guò)程中的變量。整個(gè)優(yōu)化過(guò)程由ANSA優(yōu)化任務(wù)控制,其中密度曲線創(chuàng)建通過(guò)腳本控制。

優(yōu)化任務(wù)

在優(yōu)化過(guò)程中,優(yōu)化任務(wù)按合理順序一步一步執(zhí)行。它包括8個(gè)變量項(xiàng)目,每一個(gè)變量代表一個(gè)密度曲線參數(shù)。下一個(gè)項(xiàng)目是腳本讀取設(shè)計(jì)變量值,創(chuàng)建相應(yīng)的密度曲線,并計(jì)算合適的連接線密度。求出中立柱上連接點(diǎn)不均勻分布。此外,最后創(chuàng)建PAM-CRASH格式的輸出結(jié)果文件時(shí),另有一個(gè)txt腳本文件提取連接點(diǎn)的總數(shù)。

優(yōu)化問(wèn)題

設(shè)計(jì)目標(biāo)是中立柱對(duì)車廂的侵入量,設(shè)計(jì)約束是連接點(diǎn)的總數(shù)。設(shè)計(jì)變量包括控制密度方程的參數(shù),但為了設(shè)計(jì)出合適的曲線,某些變量的控制必須由設(shè)計(jì)者自己控制。

IIHS提取設(shè)計(jì)結(jié)果

為了進(jìn)入模型獲得設(shè)計(jì)響應(yīng),運(yùn)行原始模型,此時(shí)可以得到最大侵入量。μEMA提供了一種特殊的工具,IIHS,自動(dòng)對(duì)側(cè)面撞擊分析進(jìn)行后處理。此工具可以自動(dòng)創(chuàng)建必要的二維曲線,用于模型與規(guī)則限制比較,提取值,最大侵入值通過(guò)優(yōu)化設(shè)置工具作為設(shè)計(jì)約束定義。所有相關(guān)信息將自動(dòng)生成一個(gè)報(bào)告。在這里最大侵入值大約為58.8[mm],從驅(qū)動(dòng)中心線測(cè)量,此值歸到可接受范圍內(nèi),盡管此最大侵入量可以大大的被減小。

優(yōu)化

ANSA與μETA可以直接與大量的參數(shù)設(shè)計(jì)軟件耦合,包括此列應(yīng)用到的modelFRONTIER,modelFRONTIER提供了兩個(gè)特殊的ANSA與μETA節(jié)點(diǎn),使軟件間的耦合變得非常容易。優(yōu)化軟件從ANSA中讀取設(shè)計(jì)變量,自動(dòng)創(chuàng)建它們的工作流程,同時(shí)讀取及設(shè)計(jì)合適的邊界。

優(yōu)化結(jié)果

優(yōu)化計(jì)算出的密度曲線,連接點(diǎn)的最大密度在歸一化連接線長(zhǎng)度的0.6處。從IIHS工具中提取出新的最大侵入分布值,其絕對(duì)值減少了4.7%。驅(qū)動(dòng)中心線處的新最大容差從58.8[mm]變?yōu)?8.7[mm],此值為標(biāo)準(zhǔn)可接受值。