一种车身结构轻量化设计方法、系统、终端及存储介质与流程

1.本发明公开了一种车身结构轻量化设计方法、系统、终端及存储介质，属于车辆轻量化设计技术领域。


背景技术：

2.汽车开发技术的发展使车企间的竞争越来越激烈。如何在缩短研发周期与降低开发成本的同时达成性能目标成为中国自主车企面临的新挑战。随着仿真开发技术的进步，cae在解决上述问题中的作用越来越显著。根据各结构优化方法的特点，在车身正向开发过程中综合运用各优化方法实现车身轻量化变得越来越重要。
3.目前针对车身轻量化设计主要思路为首先进行拓扑优化，以寻求载荷传递路径，然后进行局部截面优化，确定截面尺寸大小，然后进行料厚优化。拓扑优化的结果无法直接转化为车身结构，截面优化及料厚优化均基于已设计好的零件结构开展，即基于确定的零件尺寸下进行截面和料厚的优化，不能充分挖掘结构轻量化潜能。


技术实现要素：

4.针对现有技术的缺陷，本发明提出一种车身结构轻量化设计方法、系统、终端及存储介质，进行车身结构轻量化设计，保证车身架构的合理性，提升产品性能，降低车身重量，进一步挖掘结构轻量化设计潜能。
5.本发明的技术方案如下：
6.根据本发明实施例的第一方面，提供一种车身结构轻量化设计方法，包括：
7.获取车身基础有限元模型，通过所述车身基础有限元模型进行区域拟合得到车身参数化有限元模型并获取其初始拟合模型性能；
8.对所述车身参数化有限元模型进行截面尺寸优化得到车身截面优化有限元模型并获取其截面优化有限元模型性能，判断所述截面优化有限元模型性能是否满足车身性能指标；
9.若是，对所述车身截面优化有限元模型进行结构拓扑优化得到拓扑优化结果，通过所述拓扑优化结果和车身截面优化有限元模型得到若干车身拆分零件有限元模型获取其初始重组零件模型性能；
10.对所述车身拆分零件有限元模型进行参数优化得到车身零件参数优化有限元模型并获取其零件参数优化有限元模型性能，判断所述零件参数优化有限元模型性能是否满足车身性能指标；
11.若是，对所述车身零件参数优化有限元模型进行工程化设计得到车身轻量化有限元模型并获取其轻量化有限元模型性能，判断所述轻量化有限元模型性能是否满足所述车身性能指标，若是，设计结束。
12.优选的是，所述通过所述车身基础有限元模型进行区域拟合得到车身参数化有限元模型并有限元分析其初始拟合模型性能，包括：
13.通过所述车身基础有限元模型得到车身基础有限元模型参数，所述车身基础有限元模型参数包括：车身零件结构、车身零件结构数量、材料和料厚；
14.通过所述车身基础有限元模型参数进行区域拟合确定车身区域整合有限元模型参数；
15.通过所述车身区域整合有限元模型参数得到车身参数化有限元模型；
16.通过所述车身参数化有限元模型得到初始拟合模型性能。
17.优选的是，所述对所述车身参数化有限元模型进行截面尺寸优化得到车身截面优化有限元模型并获取其截面优化有限元模型性能，包括：
18.通过所述车身参数化有限元模型和初始拟合模型性能得到若干模型截面尺寸；
19.通过若干所述模型截面尺寸得到模型截面尺寸设计矩阵；
20.通过所述模型截面尺寸设计矩阵得到模型截面尺寸样本性能数据；
21.对所述模型截面尺寸样本性能数据和模型截面尺寸设计矩阵进行响应面拟合，并采用模拟退火算法得到所述车身截面优化有限元模型；
22.通过所述车身截面优化有限元模型得到截面优化有限元模型性能。
23.优选的是，若所述截面优化有限元模型性能不满足车身性能指标，则对所述车身参数化有限元模型重新进行截面尺寸优化。
24.优选的是，所述结构拓扑优化的约束条件是车身性能目标，目标是骨架重量轻量化。
25.优选的是，所述对所述车身拆分零件有限元模型进行参数优化得到车身零件参数优化有限元模型并获取其零件参数优化有限元模型性能，包括：
26.通过所述车身拆分零件有限元模型和车身基础有限元模型参数得到若干零件有限元模型参数范围；
27.通过若干所述零件有限元模型参数范围和初始重组零件模型性能得到零件有限元模型参数范围设计矩阵；
28.通过所述零件有限元模型参数范围设计矩阵得到零件有限元模型参数范围样本性能数据；
29.对所述零件有限元模型参数范围样本性能数据和零件有限元模型参数范围设计矩阵进行响应面拟合，并采用模拟退火算法得到所述车身零件参数优化有限元模型；
30.通过所述车身零件参数优化有限元模型得到零件参数优化有限元模型性能。
31.优选的是，若所述零件参数优化有限元模型性能不满足车身性能指标，则对所述车身拆分零件有限元模型进行重新参数优化，所述轻量化有限元模型性能不满足所述车身性能指标，重新进行工程化设计。
32.根据本发明实施例的第二方面，提供一种车身结构轻量化设计系统，其特征在于，包括：
33.区域拟合模块，用于获取车身基础有限元模型，通过所述车身基础有限元模型进行区域拟合得到车身参数化有限元模型并获取其初始拟合模型性能；
34.截面优化模块，用于对所述车身参数化有限元模型进行截面尺寸优化得到车身截面优化有限元模型并获取其截面优化有限元模型性能，判断所述截面优化有限元模型性能是否满足车身性能指标；
35.拓扑拆分模块，用于对所述车身截面优化有限元模型进行结构拓扑优化得到拓扑优化结果，通过所述拓扑优化结果和车身截面优化有限元模型得到若干车身拆分零件有限元模型；
36.参数优化模块，用于对所述车身拆分零件有限元模型进行参数优化得到车身零件参数优化有限元模型并获取其零件参数优化有限元模型性能，判断所述零件参数优化有限元模型性能是否满足车身性能指标；
37.工程设计模块，用于对所述车身零件参数优化有限元模型进行工程化设计得到车身轻量化有限元模型并获取其轻量化有限元模型性能，判断所述轻量化有限元模型性能是否满足所述车身性能指标，若是，设计结束。
38.根据本发明实施例的第三方面，提供一种终端，包括：
39.一个或多个处理器；
40.用于存储所述一个或多个处理器可执行指令的存储器；
41.其中，所述一个或多个处理器被配置为：
42.执行本发明实施例的第一方面所述的方法。
43.根据本发明实施例的第四方面，提供一种非临时性有限元分析机可读存储介质，当所述存储介质中的指令由终端的处理器执行时，使得终端能够执行本发明实施例的第一方面所述的方法。
44.根据本发明实施例的第五方面，提供一种应用程序产品，当应用程序产品在终端在运行时，使得终端执行本发明实施例的第一方面所述的方法。
45.本发明的有益效果在于：
46.本专利提供一种车身结构轻量化设计方法、系统、终端及存储介质，基于区域结构定义，搭建车身参数化有限元模型，对其进行截面尺寸优化，然后进行区域结构拓扑优化，依据拓扑优化进行区域结构零件拆分设计，并针对零件尺寸和料厚进行优化，以获得满足性能要求的轻量化设计结构，保证车身架构的合理性，提升产品性能，降低车身重量，进一步挖掘结构轻量化设计潜能。
47.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。
附图说明
48.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
49.图1是根据一示例性实施例示出的一种车身结构轻量化设计方法的流程图；
50.图2是根据一示例性实施例示出的一种车身结构轻量化设计方法的流程图；
51.图3是根据一示例性实施例示出的一种车身结构轻量化设计方法的实施例中车型d柱区域结构图；
52.图4是根据一示例性实施例示出的一种车身结构轻量化设计方法的实施例中重新定义车型d柱区域结构图；
53.图5是根据一示例性实施例示出的一种车身结构轻量化设计方法的实施例中重新定义车型d柱区域截面布置示意图；
54.图6是根据一示例性实施例示出的一种车身结构轻量化设计方法的实施例中重新定义车型d柱区域截面示意图；
55.图7是根据一示例性实施例示出的一种车身结构轻量化设计方法的实施例中重新定义车型d柱区域拓扑优化结果示意图；
56.图8是根据一示例性实施例示出的一种车身结构轻量化设计系统的结构示意框图；
57.图9是根据一示例性实施例示出的一种终端结构示意框图。
具体实施方式
58.下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
59.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
60.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
61.本发明实施例提供了一种车身结构轻量化设计方法，该方法由终端实现，终端可以是智能手机、台式有限元分析机或者笔记本电脑等，终端至少包括cpu、语音采集装置等。
62.实施例一
63.图1是根据一示例性实施例示出的一种车身结构轻量化设计方法的流程图，该方法用于终端中，该方法包括以下步骤：
64.步骤101、获取车身基础有限元模型，通过所述车身基础有限元模型进行区域拟合得到车身参数化有限元模型并获取其初始拟合模型性能；
65.步骤102、所述车身参数化有限元模型进行截面尺寸优化得到车身截面优化有限元模型并获取其截面优化有限元模型性能，判断所述截面优化有限元模型性能是否满足车身性能指标；
66.步骤103、若是，对所述车身截面优化有限元模型进行结构拓扑优化得到拓扑优化结果，通过所述拓扑优化结果和车身截面优化有限元模型得到若干车身拆分零件有限元模型获取其初始重组零件模型性能；
67.步骤104、对所述车身拆分零件有限元模型进行参数优化得到车身零件参数优化有限元模型并获取其零件参数优化有限元模型性能，判断所述零件参数优化有限元模型性能是否满足车身性能指标；
68.步骤105、若是，对所述车身零件参数优化有限元模型进行工程化设计得到车身轻量化有限元模型并获取其轻量化有限元模型性能，判断所述轻量化有限元模型性能是否满足所述车身性能指标，若是，设计结束。
69.优选的是，所述通过所述车身基础有限元模型进行区域拟合得到车身参数化有限元模型并有限元分析其初始拟合模型性能，包括：
70.通过所述车身基础有限元模型得到车身基础有限元模型参数，所述车身基础有限元模型参数包括：车身零件结构、车身零件结构数量、材料和料厚；
71.通过所述车身基础有限元模型参数进行区域拟合确定车身区域整合有限元模型参数；
72.通过所述车身区域整合有限元模型参数得到车身参数化有限元模型；
73.通过所述车身参数化有限元模型得到初始拟合模型性能。
74.优选的是，所述对所述车身参数化有限元模型进行截面尺寸优化得到车身截面优化有限元模型并获取其截面优化有限元模型性能，包括：
75.通过所述车身参数化有限元模型和初始拟合模型性能得到若干模型截面尺寸；
76.通过若干所述模型截面尺寸得到模型截面尺寸设计矩阵；
77.通过所述模型截面尺寸设计矩阵得到模型截面尺寸样本性能数据；
78.对所述模型截面尺寸样本性能数据和模型截面尺寸设计矩阵进行响应面拟合，并采用模拟退火算法得到所述车身截面优化有限元模型；
79.通过所述车身截面优化有限元模型得到截面优化有限元模型性能。
80.优选的是，若所述截面优化有限元模型性能不满足车身性能指标，则对所述车身参数化有限元模型重新进行截面尺寸优化。
81.优选的是，所述结构拓扑优化的约束条件是车身性能目标，目标是骨架重量轻量化。
82.优选的是，所述对所述车身拆分零件有限元模型进行参数优化得到车身零件参数优化有限元模型并获取其零件参数优化有限元模型性能，包括：
83.通过所述车身拆分零件有限元模型和车身基础有限元模型参数得到若干零件有限元模型参数范围；
84.通过若干所述零件有限元模型参数范围和初始重组零件模型性能得到零件有限元模型参数范围设计矩阵；
85.通过所述零件有限元模型参数范围设计矩阵得到零件有限元模型参数范围样本性能数据；
86.对所述零件有限元模型参数范围样本性能数据和零件有限元模型参数范围设计矩阵进行响应面拟合，并采用模拟退火算法得到所述车身零件参数优化有限元模型；
87.通过所述车身零件参数优化有限元模型得到零件参数优化有限元模型性能。
88.优选的是，若所述零件参数优化有限元模型性能不满足车身性能指标，则对所述车身拆分零件有限元模型进行重新参数优化，所述轻量化有限元模型性能不满足所述车身性能指标，重新进行工程化设计。
89.实施例二
90.图2是根据一示例性实施例示出的一种车身结构轻量化设计方法的流程图，该方
法用于终端中，该方法包括以下步骤：
91.步骤201、获取车身基础有限元模型，通过所述车身基础有限元模型进行区域拟合得到车身参数化有限元模型，具体内容如下：
92.获取车身基础有限元模型，通过车身基础有限元模型得到车身基础有限元模型参数，车身基础有限元模型参数包括：车身零件结构、车身零件结构数量、材料和料厚。基于车身基础有限元模型，将局部结构范围内的零件进行合并，形成要开展优化设计的目标区域，局部结构范围，是包含一定范围内，生产工艺可行的，可转化为一个零件的多个零件。将该结构范围内的多个零件合并为一个零件，将多个零件料厚最大值作为区域合并零件的初始材料和初始料厚。初始材料为区域内零件屈服强度最低的材料，初始料厚t取值为区域内结构料厚上限值。
93.通过车身区域整合有限元模型参数，也就是初始材料和初始料厚确定后进行区域拟合确定车身参数化有限元模型，车身结构截面尺寸设置为变量，可通过修改变量参数控制有限元模型实现结构变化，且变化后的有限元模型的连接关系保持正确。
94.根据上述步骤提供以某车型d柱区域结构轻量化设计的实施例具体实施方式如下：
95.获取d柱基础有限元模型，划分d柱结构区域，参考车型d柱区域结构如图3所示，d柱腔体内板区域结构由d柱腔体上内板1和下内板2两个零件组成，上内板料厚1.4mm，下内板料厚1.2mm，d柱腔体外板区域结构由d柱腔体上外板3和下外板4两个零件组成，上外板料厚0.9mm，下内板料厚0.8mm。重新定义d柱区域结构如图4所示，将内板区域零件重构为一个零件，零件料厚取1.4mm，外板区域零件重构为一个零件，零件料厚取0.9mm。建立车身参数化有限元模型。按重新划分的结构进行d柱参数化有限元模型搭建。参考车型d柱结构重量为12.2kg。
96.步骤202、通过所述车身参数化有限元模型得到初始拟合模型性能，具体内容如下：
97.依据车身参数化有限元模型结构设计要去开展初始拟合模型性能有限元分析，以性能提升为目标开展截面尺寸优化，初始拟合模型性能可为车身弯曲刚度、扭转刚度、碰撞、模态等方面性能。
98.以某车型d柱区域结构轻量化设计的实施例具体实施方式如下：通过isight软件有限元分析d柱参数化有限元模型刚度值。
99.步骤203、所述车身参数化有限元模型进行截面尺寸优化得到车身截面优化有限元模型，具体内容如下：
100.车身参数化有限元模型进行截面尺寸优化，优化变量为截面尺寸，优化约束条件为性能满足目标要求，优化目标为结构重量最小。
101.采用isight软件，通过初始拟合模型性能对车身参数化有限元模型选取若干模型截面尺寸，若干模型截面尺寸得到模型截面尺寸设计矩阵，通过模型截面尺寸设计矩阵有限元分析得到模型截面尺寸样本性能数据作为响应变量，对所述模型截面尺寸样本性能数据和模型截面尺寸设计矩阵进行响应面拟合搭建近似模型，并采用模拟退火算法进行寻优，设计满足性能要求的截面尺寸，从而得到车身截面优化有限元模型。
102.以步骤201的某车型d柱区域结构轻量化设计的实施例具体实施方式如下：
103.通过isight软件定义截面尺寸变量，如图5所示，在d柱腔体从上至下取4个截面，由于受造型及后背门设计布置影响，故取截面前端位置1-8作为变量位置，如图6所示，每个位置的x向和y向坐标可变，共计设计16个截面尺寸变量(左右d柱对称，界面变量同步变化)，通过isight软件可生成设计矩阵，对生成样本进行扭转刚度和重量有限元分析。通过截面尺寸变量和扭转刚度值进行响应面拟合，采用模拟退火算法进行结构寻优，以扭转刚度达标为约束条件，结构重量最小为优化目标，从而得到d柱截面优化有限元模型。
104.步骤204、通过所述车身截面优化有限元模型得到截面优化有限元模型性能，判断所述截面优化有限元模型性能是否满足车身性能指标，具体内容如下：
105.通过对车身截面优化有限元模型进行有限元分析得到截面优化有限元模型性能，判断截面优化有限元模型性能是否满足车身性能指标：
106.若所述截面优化有限元模型性能不满足车身性能指标，则对所述车身参数化有限元模型重新进行截面尺寸优化。
107.若所述截面优化有限元模型性能满足车身性能指标，则执行下一步骤。
108.步骤205、对所述车身截面优化有限元模型进行结构拓扑优化得到拓扑优化结果，具体内容如下：
109.将截面优化后的区域结构进行拓扑优化，优化的约束条件是车身性能目标，优化的目标是骨架重量最小，得到拓扑优化结果。以拓扑优化结果确定划分区域内受力结构的材料分布情况。
110.以步骤201的某车型d柱区域结构轻量化设计的实施例具体实施方式如下：
111.拓扑优化空间即为图3所示的d柱腔体内、外板区域。以扭转刚度达标为约束条件，结构重量最小为优化目标。拓扑后结构受力大的部位保留材料多，受力小的部位保留材料少。拓扑优化结果如图7所示。
112.步骤206、通过所述拓扑优化结果和车身截面优化有限元模型得到若干车身拆分零件有限元模型获取其初始重组零件模型性能，具体内容如下：
113.通过上述拓扑优化结果和车身截面优化有限元模型进行零件拆分，零件拆分是按拓扑优化后材料保留位置进行零件拆分设计，在参数化有限元模型中定义零件边界，实现零件拆分设计，从而得到若干车身拆分零件有限元模型，对车身拆分零件有限元模型有限元分析其初始重组零件模型性能。
114.以步骤201的某车型d柱区域结构轻量化设计的实施例具体实施方式如下：
115.依据拓扑优化结果，将保留材料多的区域设计为一个零件。如图7所示，d柱内板区域结构拆分为3个零件，外板区域拆分为2个零件。
116.步骤207、对所述车身拆分零件有限元模型进行参数优化得到车身零件参数优化有限元模型并获取其零件参数优化有限元模型性能，具体内容如下：
117.对所述车身拆分零件有限元模型进行参数优化，参数优化是对拆分零件进行尺寸及料厚优化设计，是将零件搭接区域位置和零件料厚作为优化变量进行结构寻优，优化的约束条件是车身性能目标，优化的目标是骨架重量最小。
118.通过车身拆分零件有限元模型和车身基础有限元模型参数得到若干零件有限元模型参数范围，通过若干零件有限元模型参数范围和上述的初始重组零件模型性能确定零件有限元模型参数范围设计矩阵，通过零件有限元模型参数范围设计矩阵有限元分析得到
零件有限元模型参数范围样本性能数据能作为响应变量，对零件有限元模型参数范围样本性能数据和零件有限元模型参数范围设计矩阵进行响应面拟合搭建近似模型，并采用模拟退火算法进行寻优，设计满足性能要求的截面尺寸，从而得到车身零件参数优化有限元模型。
119.以步骤201的某车型d柱区域结构轻量化设计的实施例具体实施方式如下：
120.零件初始料厚按区域料厚取值，将零件的搭接区域1、2和3在整车坐标系z向位置设置为变量，拆分零件的料厚设置为变量，内板上零件料厚优化范围为(1.4,1.5，1.6)，内板中零件料厚优化范围(0.7,0.9,1.0,1.2)，内板下零件料厚优化范围为(1.2,1.4,1.5)，外板上零件料厚优化范围(0.7,0.8,0.9)，外板下零件料厚优化范围(0.7,0.8,0.9)，本实施例按扭转刚度作为约束有限元分析，故不对材料进行优化。通过isight软件可生成设计矩阵，对生成样本进行扭转刚度和重量有限元分析。通过截面尺寸变量和扭转刚度值进行响应面拟合，采用模拟退火算法进行结构寻优，以扭转刚度达标为约束条件，结构重量最小为优化目标。优化确定d柱拆分零件的尺寸范围及料厚。优化后内板上零件料厚为1.4mm，内板中零件料厚为0.9mm，内板下零件料厚为1.2mm，外板上零件料厚0.9mm，外板下零件料厚0.7mm。搭接区域1较初始拆分方案z向提高13mm，搭接区域2较初始拆分方案z向向下降低6mm，搭接区域3较初始拆分方案下降8mm。
121.步骤208、判断所述零件参数优化有限元模型性能是否满足车身性能指标，具体步骤如下：
122.对车身零件参数优化有限元模型有限元分析得到零件参数优化有限元模型性能，判断零件参数优化有限元模型性能是否满足车身性能指标：
123.若零件参数优化有限元模型性能不满足车身性能指标，则对车身拆分零件有限元模型进行重新参数优化；
124.若零件参数优化有限元模型性能满足车身性能指标，则执行下一步骤；
125.步骤209、对所述车身零件参数优化有限元模型进行工程化设计得到车身轻量化有限元模型并获取其轻量化有限元模型性能，判断所述轻量化有限元模型性能是否满足所述车身性能指标，具体步骤如下：
126.对上述得到的车身零件参数优化有限元模型进行工程化设计，得到车身轻量化有限元模型。通过对车身轻量化有限元模型进行有限元分析得到其轻量化有限元模型性能，判断轻量化有限元模型性能是否满足所述车身性能指标：
127.若轻量化有限元模型性能满足所述车身性能指标，设计结束；
128.若轻量化有限元模型性能不满足所述车身性能指标，重新进行工程化设计。
129.以步骤201的某车型d柱区域结构轻量化设计的实施例具体实施方式如下：
130.经工程化设计，验证性能满足要求。最终，d柱结构重量为10.8kg，降重1.4kg，降重比例达11％，轻量化设计效果明显。
131.本发明中，基于区域结构定义，搭建车身参数化有限元模型，对其进行截面尺寸优化，然后进行区域结构拓扑优化，依据拓扑优化进行区域结构零件拆分设计，并针对零件尺寸和料厚进行优化，以获得满足性能要求的轻量化设计结构，保证车身架构的合理性，提升产品性能，降低车身重量，进一步挖掘结构轻量化设计潜能。
132.实施例三
133.在示例性实施例中，还提供了一种车身结构轻量化设计系统，如图8所示，包括：
134.区域拟合模块310，用于获取车身基础有限元模型，通过所述车身基础有限元模型进行区域拟合得到车身参数化有限元模型并获取其初始拟合模型性能；
135.截面优化模块320，用于对所述车身参数化有限元模型进行截面尺寸优化得到车身截面优化有限元模型并获取其截面优化有限元模型性能，判断所述截面优化有限元模型性能是否满足车身性能指标；
136.拓扑拆分模块330，用于对所述车身截面优化有限元模型进行结构拓扑优化得到拓扑优化结果，通过所述拓扑优化结果和车身截面优化有限元模型得到若干车身拆分零件有限元模型；
137.参数优化模块340，用于对所述车身拆分零件有限元模型进行参数优化得到车身零件参数优化有限元模型并获取其零件参数优化有限元模型性能，判断所述零件参数优化有限元模型性能是否满足车身性能指标；
138.工程设计模块350，用于对所述车身零件参数优化有限元模型进行工程化设计得到车身轻量化有限元模型并获取其轻量化有限元模型性能，判断所述轻量化有限元模型性能是否满足所述车身性能指标，若是，设计结束。
139.本发明中，基于区域结构定义，搭建车身参数化有限元模型，对其进行截面尺寸优化，然后进行区域结构拓扑优化，依据拓扑优化进行区域结构零件拆分设计，并针对零件尺寸和料厚进行优化，以获得满足性能要求的轻量化设计结构，保证车身架构的合理性，提升产品性能，降低车身重量，进一步挖掘结构轻量化设计潜能。
140.实施例四
141.图9是本技术实施例提供的一种终端的结构框图，该终端可以是上述实施例中的终端。该终端400可以是便携式移动终端，比如：智能手机、平板电脑。终端400还可能被称为用户设备、便携式终端等其他名称。
142.通常，终端400包括有：处理器401和存储器402。
143.处理器401可以包括一个或多个处理核心，比如4核心处理器、8核心处理器等。处理器401可以采用dsp(digital signal processing，数字信号处理)、fpga(field－programmable gate array，现场可编程门阵列)、pla(programmable logic array，可编程逻辑阵列)中的至少一种硬件形式来实现。处理器401也可以包括主处理器和协处理器，主处理器是用于对在唤醒状态下的数据进行处理的处理器，也称cpu(central processing unit，中央处理器)；协处理器是用于对在待机状态下的数据进行处理的低功耗处理器。在一些实施例中，处理器401可以在集成有gpu(graphics processing unit，图像处理器)，gpu用于负责显示屏所需要显示的内容的渲染和绘制。一些实施例中，处理器401还可以包括ai(artificial intelligence，人工智能)处理器，该ai处理器用于处理有关机器学习的计算操作。
144.存储器402可以包括一个或多个计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是有形的和非暂态的。存储器402还可包括高速随机存取存储器，以及非易失性存储器，比如一个或多个磁盘存储设备、闪存存储设备。在一些实施例中，存储器402中的非暂态的计算机可读存储介质用于存储至少一个指令，该至少一个指令用于被处理器401所执行以实现本技术中提供的一种车身结构轻量化设计方法。
145.在一些实施例中，终端400还可选包括有：外围设备接口403和至少一个外围设备。具体地，外围设备包括：射频电路404、触摸显示屏405、摄像头406、音频电路407、定位组件408和电源409中的至少一种。
146.外围设备接口403可被用于将i/o(input/output，输入/输出)相关的至少一个外围设备连接到处理器401和存储器402。在一些实施例中，处理器401、存储器402和外围设备接口403被集成在同一芯片或电路板上；在一些其他实施例中，处理器401、存储器402和外围设备接口403中的任意一个或两个可以在单独的芯片或电路板上实现，本实施例对此不加以限定。
147.射频电路404用于接收和发射rf(radio frequency，射频)信号，也称电磁信号。射频电路404通过电磁信号与通信网络以及其他通信设备进行通信。射频电路404将电信号转换为电磁信号进行发送，或者，将接收到的电磁信号转换为电信号。可选地，射频电路404包括：天线系统、rf收发器、一个或多个放大器、调谐器、振荡器、数字信号处理器、编解码芯片组、用户身份模块卡等等。射频电路404可以通过至少一种无线通信协议来与其它终端进行通信。该无线通信协议包括但不限于：万维网、城域网、内联网、各代移动通信网络(2g、3g、4g及5g)、无线局域网和/或wifi(wireless fidelity，无线保真)网络。在一些实施例中，射频电路404还可以包括nfc(near field communication，近距离无线通信)有关的电路，本技术对此不加以限定。
148.触摸显示屏405用于显示ui(user interface，用户界面)。该ui可以包括图形、文本、图标、视频及其它们的任意组合。触摸显示屏405还具有采集在触摸显示屏405的表面或表面上方的触摸信号的能力。该触摸信号可以作为控制信号输入至处理器401进行处理。触摸显示屏405用于提供虚拟按钮和/或虚拟键盘，也称软按钮和/或软键盘。在一些实施例中，触摸显示屏405可以为一个，设置终端400的前面板；在另一些实施例中，触摸显示屏405可以为至少两个，分别设置在终端400的不同表面或呈折叠设计；在再一些实施例中，触摸显示屏405可以是柔性显示屏，设置在终端400的弯曲表面上或折叠面上。甚至，触摸显示屏405还可以设置成非矩形的不规则图形，也即异形屏。触摸显示屏405可以采用lcd(liquid crystal display，液晶显示器)、oled(organic light-emitting diode,有机发光二极管)等材质制备。
149.摄像头组件406用于采集图像或视频。可选地，摄像头组件406包括前置摄像头和后置摄像头。通常，前置摄像头用于实现视频通话或自拍，后置摄像头用于实现照片或视频的拍摄。在一些实施例中，后置摄像头为至少两个，分别为主摄像头、景深摄像头、广角摄像头中的任意一种，以实现主摄像头和景深摄像头融合实现背景虚化功能，主摄像头和广角摄像头融合实现全景拍摄以及vr(virtual reality，虚拟现实)拍摄功能。在一些实施例中，摄像头组件406还可以包括闪光灯。闪光灯可以是单色温闪光灯，也可以是双色温闪光灯。双色温闪光灯是指暖光闪光灯和冷光闪光灯的组合，可以用于不同色温下的光线补偿。
150.音频电路407用于提供用户和终端400之间的音频接口。音频电路407可以包括麦克风和扬声器。麦克风用于采集用户及环境的声波，并将声波转换为电信号输入至处理器401进行处理，或者输入至射频电路404以实现语音通信。出于立体声采集或降噪的目的，麦克风可以为多个，分别设置在终端400的不同部位。麦克风还可以是阵列麦克风或全向采集型麦克风。扬声器则用于将来自处理器401或射频电路404的电信号转换为声波。扬声器可
以是传统的薄膜扬声器，也可以是压电陶瓷扬声器。当扬声器是压电陶瓷扬声器时，不仅可以将电信号转换为人类可听见的声波，也可以将电信号转换为人类听不见的声波以进行测距等用途。在一些实施例中，音频电路407还可以包括耳机插孔。
151.定位组件408用于定位终端400的当前地理位置，以实现导航或lbs(location based service，基于位置的服务)。定位组件408可以是基于美国的gps(global positioning system，全球定位系统)、中国的北斗系统或俄罗斯的伽利略系统的定位组件。
152.电源409用于为终端400中的各个组件进行供电。电源409可以是交流电、直流电、一次性电池或可充电电池。当电源409包括可充电电池时，该可充电电池可以是有线充电电池或无线充电电池。有线充电电池是通过有线线路充电的电池，无线充电电池是通过无线线圈充电的电池。该可充电电池还可以用于支持快充技术。
153.在一些实施例中，终端400还包括有一个或多个传感器410。该一个或多个传感器410包括但不限于：加速度传感器411、陀螺仪传感器412、压力传感器413、指纹传感器414、光学传感器415以及接近传感器416。
154.加速度传感器411可以检测以终端400建立的坐标系的三个坐标轴上的加速度大小。比如，加速度传感器411可以用于检测重力加速度在三个坐标轴上的分量。处理器401可以根据加速度传感器411采集的重力加速度信号，控制触摸显示屏405以横向视图或纵向视图进行用户界面的显示。加速度传感器411还可以用于游戏或者用户的运动数据的采集。
155.陀螺仪传感器412可以检测终端400的机体方向及转动角度，陀螺仪传感器412可以与加速度传感器411协同采集用户对终端400的3d(3dimensions，三维)动作。处理器401根据陀螺仪传感器412采集的数据，可以实现如下功能：动作感应(比如根据用户的倾斜操作来改变ui)、拍摄时的图像稳定、游戏控制以及惯性导航。
156.压力传感器413可以设置在终端400的侧边框和/或触摸显示屏405的下层。当压力传感器413设置在终端400的侧边框时，可以检测用户对终端400的握持信号，根据该握持信号进行左右手识别或快捷操作。当压力传感器413设置在触摸显示屏405的下层时，可以根据用户对触摸显示屏405的压力操作，实现对ui界面上的可操作性控件进行控制。可操作性控件包括按钮控件、滚动条控件、图标控件、菜单控件中的至少一种。
157.指纹传感器414用于采集用户的指纹，以根据采集到的指纹识别用户的身份。在识别出用户的身份为可信身份时，由处理器401授权该用户执行相关的敏感操作，该敏感操作包括解锁屏幕、查看加密信息、下载软件、支付及更改设置等。指纹传感器414可以被设置终端400的正面、背面或侧面。当终端400上设置有物理按键或厂商logo时，指纹传感器414可以与物理按键或厂商logo集成在一起。
158.光学传感器415用于采集环境光强度。在一个实施例中，处理器401可以根据光学传感器415采集的环境光强度，控制触摸显示屏405的显示亮度。具体地，当环境光强度较高时，调高触摸显示屏405的显示亮度；当环境光强度较低时，调低触摸显示屏405的显示亮度。在另一个实施例中，处理器401还可以根据光学传感器415采集的环境光强度，动态调整摄像头组件406的拍摄参数。
159.接近传感器416，也称距离传感器，通常设置在终端400的正面。接近传感器416用于采集用户与终端400的正面之间的距离。在一个实施例中，当接近传感器416检测到用户
与终端400的正面之间的距离逐渐变小时，由处理器401控制触摸显示屏405从亮屏状态切换为息屏状态；当接近传感器416检测到用户与终端400的正面之间的距离逐渐变大时，由处理器401控制触摸显示屏405从息屏状态切换为亮屏状态。
160.本领域技术人员可以理解，图4中示出的结构并不构成对终端400的限定，可以包括比图示更多或更少的组件，或者组合某些组件，或者采用不同的组件布置。
161.实施例五
162.在示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如本技术所有发明实施例提供的一种车身结构轻量化设计方法。
163.可以采用一个或多个计算机可读的介质的任意组合。计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机存取存储器(ram)、只读存储器(rom)、可擦式可编程只读存储器(eprom或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(cd-rom)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本文件中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。
164.计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括——但不限于——电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。
165.计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括——但不限于——无线、电线、光缆、rf等等，或者上述的任意合适的组合。
166.可以以一种或多种程序设计语言或其组合来编写用于执行本发明操作的计算机程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如java、smalltalk、c ，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“c”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算机上执行、部分地在用户计算机上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算机上部分在远程计算机上执行、或者完全在远程计算机或服务器上执行。在涉及远程计算机的情形中，远程计算机可以通过任意种类的网络——包括局域网(lan)或广域网(wan)—连接到用户计算机，或者，可以连接到外部计算机(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。
167.实施例六
168.在示例性实施例中，还提供了一种应用程序产品，包括一条或多条指令，该一条或多条指令可以由上述装置的处理器401执行，以完成上述一种车身结构轻量化设计方法。
169.尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。