1.一种基于博弈论的一体式铝合金精密铸造防撞梁结构优化方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤1:在CATIA中建立防撞梁的三维模型,完成结构的初始设计;
步骤2:选取防撞梁的厚度为优化参数,采用最优拉丁超立方试验设计方法生成样本数据;
步骤3:在Hyperworks中建立低速正面碰撞有限元模型,通过LS‑DYNA求解器对样本数据进行求解;
步骤4:根据步骤3求解得到的响应值构建峰值碰撞力、最大纵向位移、比吸能和质量的高精度二次响应面模型;
响应面模型如下:
峰值碰撞力Fpeak的响应面模型为:
Fpeak=50.771 4‑1.211 7T1‑6.649 1T2‑0.470 8T3+1.393 5T4‑
2 2 2 2
0.629 0T1+0.068 8T2‑0.627 2T3‑0.208 5T4+0.847 1T1T2+
0.793 0T1T3+0.137 6T1T4+0.763 6T2T3‑0.189 1T2T4+0.123 0T3T4最大纵向位移Lmax的响应面模型为:
Lmax=77.167 4‑2.578 0T1‑2.947 7T2‑3.796 1T3‑0.753 2T4+
2 2 2 2
0.285 1T1+0.340 1T2+0.433 5T3+0.071 1T4‑0.023 4T1T2‑
0.343 8T1T3‑0.122 1T1T4‑0.158 0T2T3+0.055 3T2T4+0.076 8T3T4比吸能SEA的响应面模型为:
SEA=272.836 7‑14.064 5T1‑15.315 9T2‑11.928 8T3‑0.763 9T4‑
2 2 2 2
1.345 0T1+0.016 9T2‑0.507 6T3‑0.383 1T4+1.389 0T1T2+
1.095 2T1T3+0.122 0T1T4+0.929 6T2T3+0.226 6T2T4+0.296 9T3T4质量M的响应面模型为:
M=0.095 4+0.646 0T1+0.199 6T2+0.269 6T3+0.047 0T4‑
2 2 2 2
3.843 7T1‑1.355 9T2+6.613 0T3‑3.745 8T4+5.714 1T1T2+
1.606 6T1T3+0.000 1T1T4+9.151 9T2T3‑0.000 1T2T4‑1.249 7T3T4其中:T1~T4分别指防撞梁的厚度、纵向加强筋的厚度、吸能盒的厚度和横向加强筋的厚度;
步骤5:引入博弈距离和博弈力矩,根据设计变量对各个博弈方影响因子的大小,得到隶属于各个博弈方的策略集{C1,C2,…,Cq},博弈距离和博弈力矩见式(1)和(2):步骤6:以最大纵向位移、峰值碰撞力为约束条件,以防撞梁的厚度为设计变量,基于粒子群算法对质量和比吸能进行多目标博弈设计。
2.根据权利要求1所述的基于博弈论的一体式铝合金精密铸造防撞梁结构优化方法,其特征在于,所述步骤5中,具体包括如下步骤:步骤51:采用粒子群算法对各个目标函数采取单目标优化,得到初始效用和初始策略集;
步骤52:按照公式(1)和(2)计算博弈距离和博弈力矩,对于某一个博弈方v,将各个项目i到博弈方v的博弈距离dv,i按照升序排列,表示其优先级顺序从高到低排列,并按照标博弈距离排列顺序计算相对应的累加博弈力矩;
步骤53:为了选取优先级别高的项目,引入平衡条件 通过比较平衡值uv和累加博弈力矩来确定隶属于该博弈方的策略集,其余项目属于其他博弈方。
3.根据权利要求1所述的基于博弈论的一体式铝合金精密铸造防撞梁结构优化方法,其特征在于,所述步骤6中,具体包括如下步骤:步骤61:随机生成初始策略集合
(0)
步骤62:记 为 在c 中对应的补集,以各博弈方的收益V1(c),V2(c),…,Vq(c)为目标,并保持补集 不变,结合响应面近似建模技术与粒子群算法,对隶属于各博弈方的策略集进行单目标优化设计;
步骤63:对随机第v,v=1,2,…,q,个博弈方需满足如下条件:①保证策略 为最优;②博弈收益 ③满足约束条件步骤64:令 通过求解前后两个策略集合之间的距离来判断其是否(l) (l‑1) (l) (l‑1)
满足收敛准则||c ‑c ||≤δ;若收敛则结束流程,否则,以c 代替c ,折返至步骤3继续运行流程,如此反复,直至收敛结束。
4.根据权利要求1所述的基于博弈论的一体式铝合金精密铸造防撞梁结构优化方法,其特征在于,该优化方法是从博弈论角度对防撞梁的质量和比吸能进行多目标优化设计。