技術領域

本發明涉及計算機仿真技術領域，尤其涉及一種產品結構尺寸優化方法。

背景技術

隨著技術的進步和市場需求的提升，產品結構優化設計在產品的整個研發周期中占有很大比重，特別是在航空航天、武器裝備和汽車行業中更為突出，其主要目的是完成減輕結構重量，控制生產成本，降低應力水平，改進結構性能和提高安全壽命等工作。

傳統產品結構尺寸優化方法是基于有限元模型，通過殼單元模型或體單元模型進行尺寸優化，其存在如下缺陷：

殼單元模型的優化方法一般用于優化結構件的板厚，優化變量單一，優化范圍有限；且殼單元運用范圍有限，只適用于很少一部分結構件。

體單元模型的優化方法通過網格變形工具建立形狀變量，對網格進行變形處理后，易導致網格質量較差，所以優化范圍有限，且網格質量差，容易造成計算不收斂。

發明內容

針對上述現有技術的缺點，本發明的目的是提供一種高效、快速、自動化的直接驅動CAD模型改變的產品結構尺寸優化方法，其能夠滿足結構強度、剛度、穩定性等使用性能。

本發明實施例提供的一種產品結構尺寸優化方法，該方法包括：

第一步，三維模型參數化；

基于三維設計軟件CATIA，根據產品結構的使用性能要求，整理并分析三維模型，確定結構的優化變量參數，并對每個參數分別命名，設定各個優化參數的變動范圍，確保生成新模型的合理性，設計實現三維模型的參數化功能，導出設計參數文件作為優化平臺輸入的模板文件；

第二步，有限元模型自動化；

將三維模型導入有限元軟件HyperMesh，自動劃分網格，對應力關注區網格重新編號，添加優化約束條件，自動生成計算輸入文件，調用Abaqus計算求解，生成分析結果文件；

第三步，優化平臺集成化；

優化平臺HyperStudy集成CATIA軟件和HyperMesh軟件，驅動CATIA改變優化變量并生成新幾何模型，啟動HyperMesh自動導入新幾何模型并求解計算，生成結果文件；優化平臺提取結果文件關鍵信息，在滿足各項約束條件的前提下，選擇合理優化算法，經過多次迭代計算，達到最優優化目標。

進一步地，上述方法中，所述優化平臺集成步驟如下：

1)自動更新三維模型；

2)自動建立有限元模型；

3)分析結果文件，判斷目標是否優化；

4)如是，則獲得最優目標，如否，則驅動參數改變執行更新三維模型的步驟。

與現有技術相比，本發明產品結構尺寸優化方法，包括三維模型參數化；有限元模型自動化；優化平臺集成化。本發明基于CAD、CAE和優化軟件，建立相關數據連接，實現產品尺寸優化的參數化、自動化和集成化。本發明整合優化流程，實現自動化建模、分析和優化，考慮非線性問題，提高了優化質量和工作效率，縮短了研發周期。

附圖說明

為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡要介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域的普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發明提供的一種產品結構尺寸優化方法流程圖；

圖2為本發明提供的一種擋塊優化變量主視圖

圖3為本發明提供的一種擋塊優化變量側視圖；

圖4為本發明提供的一種擋塊優化變量俯視圖；

圖5為本發明提供的一種擋塊優化變量軸測圖；

圖6為本發明提供的一種優化平臺集成流程圖；

圖7為本發明提供的一種優化前后擋塊結構對比圖；

圖8為本發明提供的一種優化前后擋塊參數對比圖。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面將結合附圖對本發明作進一步地詳細描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明一部份實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發明保護的范圍。

下面結合說明書附圖對本發明實施例作進一步詳細描述。

如圖1所示，本發明實施例公開了一種產品結構尺寸優化方法，該方法包括：

步驟S101，三維模型參數化；