[发明专利]一种B样条防撞梁结构优化方法

说明书

本发明公开了一种B样条防撞梁结构优化方法，属于具有曲面形状结构优化技术领域，该方法通过MATLAB与ANSYS之间存在的接口，通过B样条各控制点坐标来改变具有曲面零部件的外形，通过改变防撞梁几何外形，建立B样条曲线建模，在相同载荷作用下，使用经典层合板强度理论中蔡‑吴张量理论，依据强度准则找到防撞梁最优的外形结构。本发明通过防撞梁弯曲程度对防撞梁整体强度、刚度、以及抗弯能力进行优化，使B样条建模相比传统的弯曲曲线更平滑，且具有显著的分散碰撞冲击力的能力。

技术领域

本发明涉及一种汽车防撞梁结构优化方法，特别是涉及一种B样条防撞梁结构优化方法，属于具有曲面形状结构优化技术领域。

背景技术

防撞梁是用来减轻车辆受到碰撞时吸收碰撞能量的一种装置，由主梁、吸能盒，连接汽车的安装板组成，主梁、吸能盒都可以在车辆发生低速碰撞时有效吸收碰撞能量，尽可能减小撞击力对车身纵梁的损害，通过这样就发挥了它对车辆的保护作用，作为碰撞中的主要吸能部件，防撞梁位于车身的前部或后部，它与纵梁相连接，同时对车身总成的扭转刚度，弯曲刚度，性能有重要影响，现有的汽车防撞梁多是钢结构或者铝合金结构，且是刚性的，碰撞时，只有防撞梁本体发生形变才能吸能，在碰撞发生后经常需要更换防撞梁。

发明内容

本发明的主要目的是为了提供一种B样条防撞梁结构优化方法，针对现有防撞梁的结构优化仅仅针对其截面形状、长度、宽度等参数的优化，而并未针对防撞梁曲面形状改变而进行优化的问题。

本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到：

一种B样条防撞梁结构优化方法，该方法通过MATLAB与ANSYS之间存在的接口，通过B样条各控制点坐标来改变具有曲面零部件的外形，通过改变防撞梁几何外形，建立B样条曲线建模，在相同载荷作用下，使用经典层合板强度理论中蔡-吴张量理论，依据强度准则找到防撞梁最优的外形结构。

进一步的，使用经典层合板强度理论中蔡-吴张量理论得出B样条防撞梁强度比R，强度比R如公式(1)所示；

其中：F₁₁、F₁、F₂₂、F₂、F₆₆、F₁₂均为强度参数；

X_t为纵向拉伸强度，X_c为纵向压缩强度，Y_t为横向拉伸强度，Y_c为横向压缩强度；

σ₁为纵向应力，σ₂为横向应力，σ₆为剪切应力。

进一步的，B样条曲线构造如公式(2)所示：

其中N_i,p为B样条基函数，P_i为B样条控制点坐标。

进一步的，在ANSYS有限元软件中拟合B样条曲线，完成有限元建模。

本发明的有益技术效果：按照本发明的B样条防撞梁结构优化方法，本发明提供的B样条防撞梁结构优化方法，通过防撞梁弯曲程度对防撞梁整体强度、刚度、以及抗弯能力进行优化，使B样条建模相比传统的弯曲曲线更平滑，且具有显著的分散碰撞冲击力的能力。

附图说明

图1为按照本发明的B样条防撞梁结构优化方法的一优选实施例的有限元建模模型；