[发明专利]一种机械设计参数优化系统

说明书

技术领域

本发明涉及机械设计领域，具体涉及一种机械设计参数优化系统。

背景技术

当前计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工程(CAE)以及优化设计方法在当机械设计领域的研发、生成、制造中起着重要的作用。在机械设计流程中，通常首先需要通过设计来得到初始的结构参数；然后通过分析方法来对结构进行校对和验证；接着进一步通过优化方法来反求得到最优的结构或属性参数。但是由于CAE以及优化设计作为独立学科发展的原因，目前仿真分析和优化设计主要还是以独立软件运行的方式来存在的，它们之间数据的传递主要通过文本文件或独立的参数文件来完成。尽管，像Isight等部分软件或技术方案中实现了在优化设计中驱动仿真分析程序，但由于仿真分析程序与优化设计程序的独立性，目前只能实现通过修改仿真分析程序的输入文件的方式来驱动。从本质上来说，这种方式还是通过外部驱动来实现的。这种方式的另一个重大问题是无法直接准确的获取计算结果，特别是当结果不是由单一变量值，而是由多个变量的综合计算得出时。

同时，在机械设计过程中，设计师首先根据整机要求选定框架结构形式，确定平顺性和稳定性的性能参数。然后使用ADAMS(机械系统力学自动分析)等软件建立悬架动力学模型，通过不断调整硬点(Hardpoint)，使各项性能参数达到预期数值。其中，设计硬点是在机械的总布置设计过程中，为保证零部件之间的协调和装配关系及造型风格要求所确定的控制点或坐标、控制线、控制面及控制结构的总称。然后根据硬点进行具体部件结构设计，设计师所设计出的部件需要通过DMU运动校核和强度、疲劳分析。如无法通过，则需调整硬点并重新设计部件结构。如此循环，直至性能参数达到预期数值，同时结构件运动过程中不会出现相互干涉的情形并且满足强度、疲劳等方面的要求。上述过程，调整硬点后需要重新设计部件结构，属重复性工作，大大延长了机械设计所需的时间。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种机械设计参数优化系统，可以减少在设计结构过程中进行设计变更时所需的工作量，在进行设计的同时可以完成机械结构的性能分析和检测，实现了机械设计和性能化设计的融合。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种机械设计参数优化系统，包括

硬点文件获取模块，用于根据机械结构形式以及平顺性和操纵稳定性参数要求，使用ADAMS建立机械系统的动力学模型，并获得ADAMS硬点文件，ADAMS硬点文件中至少包括所述机械的各硬点的位置信息；

硬点表构建模块，用于读取ADAMS硬点文件中各硬点的坐标数值，形成一个可修改的硬点表，硬点表中包括各硬点坐标名称，以及每一硬点对应的坐标数值、以及相邻两个坐标之间在距离值；

机械构造点线模型建立模块，用于根据所得的硬点表建立机械各部件的构造点线模型，并按照其原始的装配位置完成机械构造点线模型的组装，使机械构造点线模型与硬点表建立关联，并发布机械构造点线模型中已关联的各硬点；

点线模型仿真分析模块，用于通过Simulink模块搭建系统模型对所建立的机械构造点线模型进行仿真分析；

虚拟参数作动器，用于驱动参数变化的，与Simulink模块中的各元素建立关系后，可以在指定的范围内对参数进行变动，从而可以驱动仿真分析模块针对不同的参数进行计算求解；

虚拟传感器，用来在机械构造点线模型中插入一些各类型，虚拟结构来达到直接获取相应的结果或信息的目标的逻辑单元；

仿真分析模块，用于将输入可以划分为单元、特性、载荷、设计变量、设计目标和设计约束的仿真算法和仿真方法；

转移节点模块，与机械构造点线模型中的各元素相连，通过改变转移节点的位置、方向设置，使机械产生相应的运动；

所述虚拟参数作动器与仿真分析模块中相关元素有着直接或间接的对应关系，建立起来元素间的对应关系可以打破两模型间的隔阂，并使虚拟参数作动器可以驱动起仿真分析模块，并从中直接得到想要的数据，从而大大的提升效率和数据质量；虚拟参数作动器通过驱动仿真算法和/仿真方法循环执行并将结果反馈给仿真分析模块，所述仿真分析模块自动提取数据给虚拟传感器，所述虚拟传感器接收并自动显示结果；

中央处理器，用于协调上述模块工作。

优选地，所述硬点表通过以下步骤建立：