[发明专利]用于执行设计敏感度分析的方法和系统

权利要求书

1.一种用于基于从时间推进模拟获得的模拟结构行为来执行产品的设计敏感度分析的方法，其特征在于，包括：

在其上安装有有限元分析应用模块的计算机系统中接收表示产品的有限元分析模型，所述有限元分析应用模块被配置为使用显式和隐式求解方案并允许所述有限元分析模型在所述显式和隐式求解方案之间来回切换，所述有限元分析模型包括由多个有限元连接的多个节点；

通过在所述计算机系统中使用所述有限元分析模型采用所述显式求解方案执行时间推进模拟，获得产品的模拟结构行为，所述时间推进模拟包括时间上的多个求解周期；以及

通过使用所述有限元分析模型采用所述隐式求解方案在各预定的求解周期执行一个或多个快照结构分析，来执行设计敏感度分析，所述一个或多个快照结构分析中的每一快照结构分析都基于在所述各预定求解周期获得的配置的模拟结构行为，其中所述设计敏感度分析包括感兴趣的结构响应相对所选择的设计变量的一个或多个偏导数。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述设计敏感度分析的结果被用于改进产品。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述改进产品基于拓扑设计优化，所述选择的设计变量被指定为被改进产品中的每个有限元的材料密度。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述时间推进模拟包括模拟一个或多个负荷条件，所述产品在所述负荷条件下被设计和优化。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述产品包括汽车。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述一个或多个负荷条件包括汽车碰撞。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述结构响应是汽车的使用者的脑部处的加速度。

8.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述产品是汽车中的膝垫。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述结构响应是作用在所述汽车的使用者的膝盖上的力。

10.一种用于基于从时间推进模拟获得的模拟结构行为来执行产品的设计敏感度分析的系统，其特征在于，包括：

主存储器，用于存储有限元分析应用模块的计算机可读代码，所述有限元分析应用模块被配置为使用显式和隐式求解方案并允许所述有限元分析模型在所述显式和隐式求解方案之间来回切换；

与所述主处理器相连的至少一个处理器，所述至少一个处理器执行所述主存储器中的计算机可读代码，使得所述有限元分析应用模块执行以下方法中的操作：

接收表示产品的有限元分析模型，所述有限元分析模型包括由多个有限元连接的多个节点；

通过在所述计算机系统中使用所述有限元分析模型采用所述显式求解方案执行时间推进模拟，获得产品的模拟结构行为，所述时间推进模拟包括时间上的多个求解周期；以及

通过使用所述有限元分析模型采用所述隐式求解方案在各预定的求解周期执行一个或多个快照结构分析，来执行设计敏感度分析，所述一个或多个快照结构分析中的每一快照结构分析都基于在所述各预定求解周期获得的配置的模拟结构行为，其中所述设计敏感度分析包括感兴趣的结构响应相对所选择的设计变量的一个或多个偏导数。

11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述设计敏感度分析的结果被用于改进产品。

12.根据权利要求11所述的系统，其特征在于，所述改进产品基于拓扑设计优化，所述选择的设计变量被指定为被改进产品中的每个有限元的材料密度。