[发明专利]一种轻混发动机48V启停电机支架的优化方法及装置

说明书

本发明提供了一种轻混发动机48V启停电机支架的优化方法及装置，该方法包括：获取一阶次模态频率满足预设条件的初始启停电机支架模型；对初始启停电机支架模型进行两次拓扑优化；利用预设制作约束规则，同时结合仿生结构形态对拓扑优化结果进行处理，得到启停电机支架模型；对启停电机支架模型进行局部应力和疲劳的优化。本发明构建的启停电机支架模型具有轻量化和仿生化的优势，在满足模态频率要求和疲劳强度要求的前提下，大大降低了启停电机支架的材料用量和重量，提升启停电机支架的经济性。

技术领域

本发明涉及启停电机的铸造铝合金安装支架设计技术领域，更具体地说，涉及一种轻混发动机48V启停电机支架的优化方法及装置。

背景技术

随着国家汽车排放法规的越来越严和发动机技术电气化发展的不断深入，48V启停微混技术在节能减排上越来越具有性价比。然而48V启停电机较传统电机体积更大，重量更重，不方便直接固定到发动机上，因此工程中一般采用一个启停电机支架来支撑48V启停电机的安装。

现阶段，启停电机支架模型都是通过采用人工经验的方法设计，但经验主义不可避免的造成诸多不足，比如结构笨重，结构刚性差，模态频低等。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种轻混发动机48V启停电机支架的优化方法及装置，技术方案如下：

一种轻混发动机48V启停电机支架的优化方法，包括：

获取一阶次模态频率满足预设条件的初始启停电机支架模型；

对所述初始启停电机支架模型进行两次拓扑优化；

利用预设制作约束规则，同时结合仿生结构形态对拓扑优化结果进行处理，得到启停电机支架模型；

对所述启停电机支架模型进行局部应力和疲劳的优化；

其中，所述对所述初始启停电机支架模型进行两次拓扑优化，包括：

确定用于拓扑优化的空间区域；

在所述空间区域内以模态频率达到预设模态频率为约束、以区域体积最小为优化目标进行拓扑优化，得到最小体积参数；

对所述最小体积参数进行放大处理，并以放大处理后的所述最小体积参数为约束、以模态频率最大化为优化目标进行拓扑优化，得到所述空间区域的力的传递路径和材料的相对密度参数，所述材料的相对密度参数用于表征所述材料对模态频率的重要程度；

基于所述力的传递路径和所述材料的相对密度参数对所述初始启停电机支架模型进行材料处理。

优选的，所述获取一阶次模态频率满足预设条件的初始启停电机支架模型，包括：

根据预设配置参数生成原始启停电机支架模型，并将所述原始启停电机支架模型确定为当前支架模型；

计算所述当前支架模型的一阶次模态频率；

判断所述当前支架模型的一阶次模态频率是否在预设模态频率允许范围内；

若是，将所述当前支架模型确定为初始启停电机支架模型；

若否，对所述当前支架模型进行材料空间增加处理，并返回执行所述计算所述当前支架模型的一阶次模态频率，这一步骤。

优选的，所述方法还包括：

输出特性表，所述特性表中记录有所述空间区域的区域标识以及所述材料的相对密度参数。

一种轻混发动机48V启停电机支架的优化装置，包括：

获取模块，用于获取一阶次模态频率满足预设条件的初始启停电机支架模型；

拓扑优化模块，用于对所述初始启停电机支架模型进行两次拓扑优化；