(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 202210853832.2 (22)申请日 2022.07.12 (71)申请人 东风汽车集团股份有限公司 地址 430056 湖北省武汉市武汉经济技 术 开发区东 风大道特1号 (72)发明人 黄榕哲　刘剑平　李海波　何小龙　 (74)专利代理 机构 武汉开元知识产权代理有限 公司 42104 专利代理师 俞鸿　高炳龙 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 30/17(2020.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种基于截面系数的纵梁断面优化方法和 纵梁 (57)摘要 本发明公开了一种基于截面系数的纵梁断 面优化方法和纵梁， 包括设计初版纵梁截面， 基 于各个封闭截面的面积矩确定初版纵梁截面的 形心坐标， 并以该形心为基准建立新坐标系； 基 于所述新坐标系确定初版纵梁截面的抗弯截面 系数； 基于抗弯截面系数确定初版 纵梁截面的截 面轻量化系数k； 根据竞品车截面系数和产品定 义确定截面系数限制条件； 基于目标函数k确定 最优的内板料厚t1、 外板料厚t2、 截面高度H、 截 面宽度W优化纵梁截面。 本发明引入截面轻量化 系数的概念， 得到最优形状和料厚组合， 实现截 面优化的目的。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 115203829 A 2022.10.18 CN 115203829 A 1.一种基于截面系数的纵梁断面优化方法， 包括设计初版纵梁截面， 初版纵梁截面由 多个封闭截面的组合而成， 其特征在于： 基于各个封闭截面的面积矩确定初版纵梁截面的 形心坐标， 并以该形心为基准建立新坐标系； 基于所述新坐标系确定初版纵梁截面的抗弯 截面系数； 基于抗弯截面系数确定初版纵梁截面的截面轻量化系数k， 截面轻量化系数k对 于截面形状的函数为k＝f(t1,t2,H,W)， 其中t1为 内板料厚， t2为外板料厚,H为截面 高度， W 为截面宽度)； 根据竞品车截面系数和产品定义确定截面系数限制条件； 选择内板料厚t1、 外板料厚t2、 截面高度H、 截面宽度W代入目标函数k＝f(t1,t2,H,W)， 当轻量化系数k＝f(t1, t2,H,W)最大， 且同时满足截面系数限制条件时， 得到最优的内板料厚t1、 外板料厚t2、 截面 高度H、 截面宽度W； 基于最优的内板料厚t1、 外板料厚t2、 截面高度H、 截面宽度W优化纵梁截 面。 2.根据权利要求1所述的基于截面系数的纵梁断面优化方法， 其特征在于： 确定初版纵 梁截面的形心坐标的方法包括， 初版纵梁截面对Y轴的面积矩 初版纵梁截面对X轴的面积矩 其中， A1、 A2、 A3...为各封闭截面的面积， x1、 x2、 x3…为各截面形心的X轴坐标,y1、 y2、 y3…为各截面形心的Y轴坐标 组合截面的形心X坐标 组合截面的形心Y坐标 3.根据权利要求1所述的基于截面系数的纵梁断面优化方法， 其特征在于： 以该形心为 基准建立 新坐标系， 以新坐标系为基准， 断面上 所有点X向坐标绝对值的最大值xmax＝max{|x ‑xc|}； 以新坐标系为基准， 断面上 所有点Y向坐标绝对值的最大值ymax＝max{|y ‑yc|}。 4.根据权利要求1所述的基于截面系数的纵梁断面优化方法， 其特征在于： 抗弯截面系 数的获取 方法包括， Ix＝ ∫Ay2dA Iy＝ ∫Ax2dA Ix为对X轴的惯性矩， Iy为对Y轴的惯性矩,dA为 微面积； σmaxX为对X轴的最大弯曲正应力， σmaxY为对Y轴的最大弯曲正应力； Mx为截面所受对于X 轴的弯矩， My为截面所 受对于Y轴的弯矩； Wx为对X轴的抗弯截面系数， Wy为对Y轴的抗弯截面权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115203829 A 2系数， 抗弯截面系数越大， 截面抵抗弯曲变形的能力越强。 5.根据权利要求1所述的基于截面系数的纵梁断面优化方法， 其特征在于： 截面轻量化 系数k越高， 则在同等重量条件下， 此形状 的抗弯性能越好， 截面轻量 化系数k不与实际尺 寸大小有关， 只与截面形状比例有关。 6.根据权利要求1所述的基于截面系数的纵梁断面优化方法， 其特征在于： 其中， a、 b均为预先标定的权重系数， 体现截面对于X轴与Y轴抗弯的重要程度。 7.根据权利要求1所述的基于截面系数的纵梁断面优化方法， 其特征在于： 截面系数限 制条件包括当前 车型截面系数期望值 标准差σx, σy Ix＝ ∫Ay2dA Iy＝ ∫Ax2dA Ix为对X轴的惯性矩， Iy为对Y轴的惯性矩,dA为 微面积； Wx为对X轴的抗弯截面系数， Wy为对Y轴的抗弯截面系数 其中N为竞品个数， 约束条件为 8.根据权利要求1所述的基于截面系数的纵梁断面优化方法， 其特征在于： 基于布置限 制确定内板料厚t1、 外板料厚t2、 截面高度H、 截面宽度W四个 参数的取值 范围， 在取值 范围基 于排列组合 形成多组预设解， 将每组预 设解代入k＝f(t1,t2,H,W)获得改组预 设解对应的轻 量化系数k＝f(t1,t2,H,W)。 9.根据权利要求8所述的基于截面系数的纵梁断面优化方法， 其特征在于： 首先判断每 组预设解是否满足约束条件为 在满足约束条件的前提 下选取最大的轻量 化系数k＝f(t1,t2,H,W)所对应的一组预设解 为最优解。 10.一种纵梁， 其特征在于： 其截面的内板料厚t1、 外板料厚t2、 截面高度H、 截面宽度W根 据权利要求1 ‑9所述的基于截面系数的纵梁断面优化方法确定 。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115203829 A 3