机器学习应用于前纵梁碰撞性能优化

在进行汽车前纵梁设计时,考虑其吸能效果,一般是希望前纵梁发生碰撞后的变形模式为逐级压溃,不要出现折弯或者只有小折弯出现,但想达到这样的效果,在分析验证前很难保证。

传统的优化设计方法是先定义一些形状变量,如下图示意。通过多学科优化来达到最大吸能效果。

采用多学科优化,比如响应面方法,流程及得到的结果如下,其中绿色为基础设计,蓝色为优化设计,变形模式发生了改善,但还无法达到设计者的期望值。

但是因为碰撞的过程是高度非线性的,很难掌控中间的变形过程,如果能够引入类似人工智能中的图像识别模式,来监控碰撞过程中的变形模式,采用聚类方法,把期望中的变形模式预先划分出来,再进行优化,便可得到压溃的变形模式,以及取得最大的吸能效果。因此,上述流程图演化为:

通过监控模型上单元节点位移的方法来识别其变形模式,通过聚类分析,挑选出中间的变形模型进行下一步的优化。

最终优化结果如下图红色方案。


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