(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 202210667851.6 (22)申请日 2022.06.14 (71)申请人 辽宁大学 地址 110000 辽宁省沈阳市皇姑区崇山中 路66号 申请人 中国中煤能源股份有限公司 　 北方工业大 学 (72)发明人 潘一山　翁明月　陈云民　宋义敏　 许海亮　肖永惠　安栋　罗浩　 郭旭　 (74)专利代理 机构 郑州市华翔专利代理事务所 (普通合伙) 41122 专利代理师 马鹏鹞 (51)Int.Cl. G06F 30/23(2020.01)G06F 30/17(2020.01) G06N 3/00(2006.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种吸能结构智能识别优化方法 (57)摘要 本发明涉及一种吸能结构智能识别优化方 法， 包括以下步骤： (1)防冲吸能构件设计； (2)构 建有限元模型； (3)构件等效塑性应变研究； (4) 基于鱼群优化算法的优化流程； (5)数值模拟模 型： 通过步骤(4)的优化流程不断迭代， 输出最终 计算得到的肋宽x、 肋高y； 构件与肋边缘通过命 令tie绑定， 以此模拟实际中的焊接。 该方法基于 现在应用较为广泛的方形预折纹吸能构件进行 数值模拟计算分析， 采用AB AQUS、 MAT LAB、 PYTHON 多软件与鱼群优化算法协调计算对支架进行结 构优化， 得到吸能构件的加肋 区， 并与吸能装置 结合， 使吸能防冲液压支架在面对 竖向冲击与水 平冲击时的防冲性能提高。 权利要求书2页 说明书6页 附图7页 CN 114997013 A 2022.09.02 CN 114997013 A 1.一种吸能结构智能识别优化方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： (1)防冲吸能构件设计： 防冲吸能构件是 具有多边形截面的薄壁构件； (2)构建有限元模型： 采用有限元软件ABAQUS对构件建立有限元模型； 采用Dynamic ‑Explicit算法， 在构件 底部与顶部分别设置刚性板， 顶部为可移动刚性板， 底部为固定刚性板， 构件与刚性板接触 关系为通用接触； 沿壳单元厚度方向取积分点， 网格为四边形； 数值模拟得到构件的承载 力‑位移曲线； (3)构件等效塑性应 变研究： 为进一步分析构件在形变过程中的塑性变形区， 根据构件对称性， 在构件梯形区域与 三角区域均匀选取若干个分析区域； 分析梯形与三角形截面各区域等效塑性应变与构件承 载力‑位移曲线图， 得到二 者加肋区； (4)基于鱼群优化 算法的优化 流程： 优化流程分为三部分： 第一部分修改py命令流、 第二部分运行py命令流、 第三部分结果 处理； 1)第一部分： 首先通过人工鱼群优化算法在设定范围内输出肋宽x、 肋高y， 其中设置的 鱼群数为2， 每次迭代会输出两组数据； 通过MATLAB将 输出的两组数据 尺寸转化为绘制构件 肋模型的节点 坐标， 并将节点 坐标替换到py命令流的相应位置以此来 修改肋尺寸； 2)第二部分： 通过MATLAB程序调运ABAQUS来 运行上述py命令流， 得到加肋模型； 3)第三部分： 通过MATLAB程序提取结果odb文件中步骤(2)数值模拟得到的承载力 ‑位 移曲线， 取弹性阶段时的承载力最大值作为理想状态下承载力 ‑位移曲线的恒阻值， 来作为 目标函数； 将承载力 ‑位移曲线恒阻值的后续数值与目标函数作差， 设置差值与目标函数的 允许误差为15％； 若满足则输出结果， 不满足则选择两次计算结果中更靠近目标函数的一组计算结果， 在该计算结果附近 重新输出两组数据， 代回第一部分重新计算。 (5)数值模拟模型： 通过步骤(4)的优化流程不断迭代， 输出最终计算得到的肋宽x、 肋 高y； 构件与肋边 缘通过命令tie绑定， 以此模拟实际中的焊接 。 2.如权利要求1所述的吸能结构智能识别优化方法， 其特征在于， 步骤(1)所述多边形 截面的薄壁构件的四个尖端处均分布一个钻石型凹角， 从而形成预制折纹纹路； 所述薄壁 构件的多边形截面由完全相同的8个梯形与8个三角形组成， 以中轴线对称排列组成； 在面对冲击时防冲吸能构件按照预先设定折纹进行塑性变形， 从而在变形过程中为支 架提供恒定的承载力。 3.如权利要求1所述的吸能结构智能识别优化方法， 其特征在于， 在步骤(2)所述承载 力‑位移曲线 上设置四个标志 点， 分别表示： 弹性变形结束、 衰减段开始、 衰减段结束与承载 力最低点。 4.如权利要求1所述的吸能结构智能识别优化方法， 其特征在于， 步骤(4)所述人工鱼 群优化算法的具体步骤如下： ①初始化设置， 包括种群规模N、 每条人工鱼的初始位置、 人工鱼的视野Visual、 步长 step、 拥挤度因子 δ、 重复次数Trynumber；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114997013 A 2②计算初始鱼群中各个个体的适应度， 取最优人工鱼状态及其目标函数值赋予公告 牌； ③根据参数的设置对鱼群中各个 体执行相应的行为， 生成新的鱼群； ④评价新鱼群中所有个 体， 若某个 体优于公告牌， 则更改公告牌上的最优值； ⑤当公告牌上的最优解达到算法的终止条件或达到迭代次数上限时， 结束算法， 否则 转步骤③。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114997013 A 3