汽車座椅骨架多工況多目標(biāo)的設(shè)計方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種汽車座椅骨架多工況多目標(biāo)的設(shè)計方法，包括：選定汽車座椅骨架的設(shè)計變量；以所述汽車座椅骨架在靜動態(tài)工況下的剛度為約束條件，以所述汽車座椅骨架的結(jié)構(gòu)質(zhì)量和最大沖擊接觸力為目標(biāo)函數(shù)，結(jié)合所述設(shè)計變量，建立所述汽車座椅骨架的數(shù)學(xué)模型；以多目標(biāo)遺傳算法對所述汽車座椅骨架的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解，獲得所述汽車座椅骨架的解集；在所述汽車座椅骨架的解集中選擇所述汽車座椅骨架的結(jié)構(gòu)質(zhì)量和最大沖擊接觸力的最優(yōu)解；根據(jù)對應(yīng)所述最優(yōu)解的所述汽車座椅骨架的設(shè)計變量值，設(shè)置所述汽車座椅骨架的結(jié)構(gòu)件。本發(fā)明的設(shè)計方法解決了現(xiàn)有采用經(jīng)驗類比設(shè)計汽車座椅骨架中存在的精確性不高、輕量化效果不佳的問題。
【專利說明】
汽車座椅骨架多工況多目標(biāo)的設(shè)計方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及產(chǎn)品的制作方法，尤指一種汽車座椅骨架多工況多目標(biāo)的設(shè)計方法。

【背景技術(shù)】
[0002]汽車座椅的可靠性、舒適性和經(jīng)濟(jì)性主要取決于內(nèi)部骨架結(jié)構(gòu)。座椅骨架是行車過程中承載乘客質(zhì)量的主要結(jié)構(gòu)，同時也是在發(fā)生交通事故時保護(hù)車內(nèi)乘員的重要裝置，因此座椅骨架在動靜態(tài)工況下的安全性是骨架設(shè)計的重要準(zhǔn)則。同時，汽車座椅骨架是座椅質(zhì)量的主要部分，合理的座椅骨架結(jié)構(gòu)須在滿足安全性的前提下盡量實現(xiàn)輕量化，以便獲得良好的經(jīng)濟(jì)性和燃油經(jīng)濟(jì)性。
[0003]目前，對于汽車座椅骨架的設(shè)計多采用經(jīng)驗類比設(shè)計，由于座椅骨架工況及使用要求的復(fù)雜性，需要綜合考慮多工況的安全性問題，還要實現(xiàn)多目標(biāo)的優(yōu)化設(shè)計，采用經(jīng)驗類比設(shè)計的精確性不高，取得的輕量化效果也不佳，存在較大的提升空間。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種汽車座椅骨架多工況多目標(biāo)的設(shè)計方法，解決現(xiàn)有汽車座椅骨架設(shè)計結(jié)構(gòu)采用經(jīng)驗類比設(shè)計存在的精確性不高、輕量化效果不佳的問題。
[0005]實現(xiàn)上述目的的技術(shù)方案是:
[0006]本發(fā)明一種汽車座椅骨架多工況多目標(biāo)的設(shè)計方法，包括:
[0007]以汽車座椅骨架結(jié)構(gòu)質(zhì)量和動態(tài)工況下的最大沖擊接觸力最小為優(yōu)化設(shè)計目標(biāo)函數(shù)，汽車座椅骨架結(jié)構(gòu)在動靜態(tài)工況下的位移為約束條件，以汽車座椅骨架結(jié)構(gòu)關(guān)鍵構(gòu)件的幾何尺寸為設(shè)計變量，建立所述汽車座椅骨架的優(yōu)化數(shù)學(xué)模型；
[0008]以多目標(biāo)遺傳算法對所述汽車座椅骨架的優(yōu)化數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解，獲得所述汽車座椅骨架的解集；
[0009]建立評價函數(shù)，從所述汽車座椅骨架的解集中選擇所述汽車座椅骨架的結(jié)構(gòu)質(zhì)量M和最大沖擊接觸力F的最優(yōu)解；
[0010]根據(jù)對應(yīng)所述最優(yōu)解的所述汽車座椅骨架的設(shè)計變量值X，設(shè)置所述汽車座椅骨架的結(jié)構(gòu)件。
[0011]通過建立數(shù)學(xué)模型和多目標(biāo)遺傳算法，計算出汽車座椅骨架的結(jié)構(gòu)質(zhì)量和最大沖擊接觸力的最優(yōu)解，對汽車座椅骨架的結(jié)構(gòu)件進(jìn)行設(shè)計，使得汽車座椅骨架可以具有結(jié)構(gòu)質(zhì)量輕，最大沖擊接觸力小的優(yōu)點(diǎn)。且綜合考慮了多工況，即靜態(tài)拉伸和動態(tài)碰撞的工況，確保設(shè)計的汽車座椅骨架的安全性能。本發(fā)明的設(shè)計方法解決了現(xiàn)有采用經(jīng)驗類比設(shè)計汽車座椅骨架中存在的精確性不高、輕量化效果不佳的問題。
[0012]本發(fā)明汽車座椅骨架多工況多目標(biāo)的設(shè)計方法的進(jìn)一步改進(jìn)在于，所述汽車座椅骨架的優(yōu)化數(shù)學(xué)模型為:
[0013]FindX= (X1,...,Xi,…，xn)T

【權(quán)利要求】
1.一種汽車座椅骨架多工況多目標(biāo)的設(shè)計方法，其特征在于，包括: 以汽車座椅骨架結(jié)構(gòu)質(zhì)量和動態(tài)工況下的最大沖擊接觸力最小為優(yōu)化設(shè)計目標(biāo)函數(shù)，汽車座椅骨架結(jié)構(gòu)在動靜態(tài)工況下的位移為約束條件，以汽車座椅骨架結(jié)構(gòu)關(guān)鍵構(gòu)件的幾何尺寸為設(shè)計變量，建立所述汽車座椅骨架的優(yōu)化數(shù)學(xué)模型； 以多目標(biāo)遺傳算法對所述汽車座椅骨架的優(yōu)化數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解，獲得所述汽車座椅骨架的解集； 建立評價函數(shù)，從所述汽車座椅骨架的解集中選擇所述汽車座椅骨架的結(jié)構(gòu)質(zhì)量M和最大沖擊接觸力F的最優(yōu)解； 根據(jù)對應(yīng)所述最優(yōu)解的所述汽車座椅骨架的設(shè)計變量X值，設(shè)置所述汽車座椅骨架的結(jié)構(gòu)件。
2.如權(quán)利要求1所述的汽車座椅骨架多工況多目標(biāo)的設(shè)計方法，其特征在于，所述汽車座椅骨架的優(yōu)化數(shù)學(xué)模型為:
Find X (Xi，...，Xi，...，Xn)
Minimize M and F s.t.Ss(X)^Sl(X) 柳彡< (X)
xf ^ Xi ^ xf,I = 1,2，.**,ιι 式中:M為汽車座椅骨架結(jié)構(gòu)質(zhì)量，F(xiàn)為動態(tài)工況下的最大沖擊接觸力；δ s和Sd分別為靜態(tài)工況和動態(tài)工況下關(guān)鍵點(diǎn)的位移，3%和6~分別為靜態(tài)工況和動態(tài)工況下關(guān)鍵點(diǎn)的位移極限值；X為設(shè)計變量，η為設(shè)計變量的個數(shù)，XiL和Xiu分別為設(shè)計變量的上下限。
3.如權(quán)利要求1所述的汽車座椅骨架多工況多目標(biāo)的設(shè)計方法，其特征在于，所述評價函數(shù)為:.1, f M-M *): ‘，, (F-F*)2 mm;Z = , a - +(1-4)--1{ M* J{ F* J 式中:z為評價因子，Μ*是汽車座椅骨架質(zhì)量M的理想值，F(xiàn)*是最大沖擊接觸力F的理想值；λ是與座椅骨架質(zhì)量M相關(guān)的權(quán)重因子。
4.如權(quán)利要求3所述的汽車座椅骨架多工況多目標(biāo)的設(shè)計方法，其特征在于，基于模糊偏好法，設(shè)定所述評價函數(shù)中的權(quán)重因子。
5.如權(quán)利要求3所述的汽車座椅骨架多工況多目標(biāo)的設(shè)計方法，其特征在于，選擇所述汽車座椅骨架的結(jié)構(gòu)質(zhì)量和最大沖擊接觸力的最優(yōu)解的方法包括: 對所述汽車座椅骨架的解集中的所述汽車座椅骨架的結(jié)構(gòu)質(zhì)量M和最大沖擊接觸力F進(jìn)行篩選，獲得前沿集合； 將所述前沿集合中的所述汽車座椅骨架的結(jié)構(gòu)質(zhì)量M和最大沖擊接觸力F的值代入所述評價函數(shù)中進(jìn)行求解，獲得與所述汽車座椅骨架的結(jié)構(gòu)質(zhì)量M和最大沖擊接觸力F的值對應(yīng)的評價因子； 選擇所述評價因子的最小值對應(yīng)的所述汽車座椅骨架的結(jié)構(gòu)質(zhì)量和最大沖擊接觸力為最優(yōu)解。
【文檔編號】G06F17/50GK104166774SQ201410425990
【公開日】2014年11月26日 申請日期:2014年8月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月27日
【發(fā)明者】王海華, 丁曉紅, 倪維宇, 張永強(qiáng), 余慧杰 申請人:上海延鋒江森座椅有限公司, 上海理工大學(xué)