(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210665874.3 (22)申请日 2022.06.13 (71)申请人 奇瑞汽车股份有限公司 地址 241009 安徽省芜湖市经济技 术开发 区长春路8号 (72)发明人 瞿元　王志超　刘向红　张瑶瑶　 孙雨　吴志军　 (74)专利代理 机构 北京清亦华知识产权代理事 务所(普通 合伙) 11201 专利代理师 赵静 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/15(2020.01) G06F 119/14(2020.01) G06F 119/02(2020.01) (54)发明名称 车辆门槛梁截面设计方法及车辆门槛梁截 面 (57)摘要 本发明公开了一种车辆门槛梁截面设计方 法及车辆门槛梁截面。 其中， 车辆门槛梁截面设 计方法包括如下步骤： 根据整车的设计需求， 确 定门槛梁的设计空间以及门槛梁与其他结构的 传力关系， 然后确定门槛梁的多个不同使用工 况， 然后确定在多个不同使用工况下的门槛梁上 的载荷大小和分布； 对载荷赋予权重， 将赋予权 重后的载荷同时施加到垂直于门槛梁的延伸方 向上的单截面上， 对单截面的边界的内侧区域进 行拓扑优化分析， 确定内侧区域的材料分布， 得 到具有多个内部支撑的第一门槛梁截面； 对获得 的第一门槛梁截面进一步优化， 获得最终的门槛 梁截面。 本发 明可以设计出结构合理的门槛梁截 面， 以很好地承 载门槛梁在 多个不同使用工况下 的载荷。 权利要求书1页 说明书6页 附图4页 CN 115130236 A 2022.09.30 CN 115130236 A 1.一种车辆门槛梁 截面设计方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： S1： 根据整车的设计需求， 确定门槛梁的设计空间以及所述门槛梁与其他结构的传力 关系； S2： 根据所述门槛梁的设计空间以及所述门槛梁与其他结构的传力关系， 确定所述门 槛梁的多个不同使用工况， 然后确定在所述多个不同使用工况下的所述门槛梁上的载荷大 小和分布； S3： 对所述载荷赋予权重， 将赋予权重后的所述载荷同时施加到垂直于所述门槛梁延 伸方向上 的单截面上， 对所述单截面的边界的内侧区域进行拓扑优化分析， 确定所述内侧 区域的材 料分布， 得到 拓扑图形， 得到具有 多个内部支撑的第一门槛梁 截面； S4： 对获得的第一门槛梁 截面进一 步优化， 获得最终的门槛梁 截面。 2.根据权利要求1所述的车辆门槛梁截面设计方法， 其特征在于， 所述步骤S3中， 所述 拓扑优化分析时的系统响应参数包括体积分数和多个不同使用工况下的加权柔度， 其中所 述体积分数为需要保留的材 料体积与所述门槛梁的设计空间体积的比值。 3.根据权利要求2所述的车辆门槛梁截面设计方法， 其特征在于， 所述步骤S3中， 在进 行所述拓扑优化分析时， 考虑所述门槛梁的可加工性。 4.根据权利要求1所述的车辆门槛梁截面设计方法， 其特征在于， 所述步骤S3中， 所述 内侧区域中的部分区域 不参与所述拓扑优化分析。 5.根据权利要求1所述的车辆门槛梁截面设计方法， 其特征在于， 所述步骤S4中的所述 对获得的第一门槛梁 截面进一 步优化包括： 对一个或多个所述内部支撑的壁厚进行优化。 6.根据权利要求5所述的车辆门槛梁截面设计方法， 其特征在于， 所述内部支撑的壁厚 的优化以所述门槛梁的重量最小为目标， 以所述多个不同使用工况下的节点位移为约束而 进行的优化。 7.根据权利要求5所述的车辆门槛梁截面设计方法， 其特征在于， 所述内部支撑的壁厚 的优化还结合所述门槛梁受到的扭矩工况而 进行的优化。 8.根据权利要求1 ‑7中任意一项所述的车辆门槛梁截面设计方法， 其特征在于， 步骤S1 中， 所述整车设计需求包括所述 门槛梁周边零件的布置要求、 车辆的使用场景和电池的设 置位置。 9.根据权利要求1 ‑7中任意一项所述的车辆门槛梁截面设计方法， 其特征在于， 当所述 门槛梁用作电池框梁时， 所述多个不同使用工况包括侧向碰撞、 垂向负载以及电池 包负载。 10.一种车辆门槛梁截面， 其特征在于， 采用权利要求1至9中任意一项所述的车辆门槛 梁设计方法设计得到 。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115130236 A 2车辆门槛梁截面设计方 法及车辆门槛梁截面 技术领域 [0001]本发明涉及车辆门槛梁技术领域， 尤其是涉及一种车辆门槛梁截面设计方法及车 辆门槛梁 截面。 背景技术 [0002]随着汽车行业的发展， 汽车整车的轻量化已成为减少能耗和提高续航的关键因素 之一， 但在进 行轻量化设计的同时， 也需要保证汽 车的安全性能。 汽 车门槛梁作为车体上重 要的支撑 部件， 对整车抵抗承重及正 面、 侧面碰撞引起的变形 具有重要的作用。 [0003]但现有的门槛梁在设计时， 完全凭借设计人员的经验， 无法根据车辆实际的工况 中载荷等因素， 对门槛梁进行相适应的设计， 无法使门槛梁在质量尽量小的情况下获得尽 量高的结构性能， 以满足汽车设计中的轻量 化和安全性的需求。 发明内容 [0004]本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。 为此， 本发明的一个目的 在于提出一种车辆门槛梁截面设计方法， 采用该车辆门槛梁截面设计方法可以设计出结构 合理的门槛梁 截面， 以很好 地承载门槛梁在多个不同使用工况 下的载荷。 [0005]一种车辆门槛梁 截面设计方法， 包括如下步骤： [0006]S1： 根据整车的设计需求， 确定门槛梁的设计空间以及所述门槛梁与其他结构的 传力关系； [0007]S2： 根据所述门槛梁的设计空间以及所述门槛梁与其他结构的传力关系， 确定所 述门槛梁的多个不同使用工况， 然后确定在所述多个不同使用工况下的所述门槛梁上的载 荷大小和分布； [0008]S3： 对所述载荷赋予权重， 将赋予权重后的所述载荷同时施加到垂直于所述门槛 梁延伸方向上 的单截面上， 对所述单截面的边界的内侧区域进行拓扑优化分析， 确定所述 内侧区域的材 料分布， 得到 拓扑图形， 得到具有 多个内部支撑的第一门槛梁 截面； [0009]S4： 对获得的第一门槛梁 截面进一 步优化， 获得最终的门槛梁 截面。 [0010]根据本发明实施例的车辆门槛梁截面设计方法， 通过采用拓扑优化分析方法， 结 合门槛梁实际使用工况， 可以设计出更加合理的门槛梁截面的形状及门槛梁截面内的内部 支撑的分布， 使得门槛梁结构性能更好， 可以更好地承载多个不同工况下的载荷， 在不同的 使用工况下自身变形及应力均在允许的范围内， 更加 适合对应车辆实际使用工况， 质量更 轻， 最大化地满足车辆的安全性能要求； 同时本发明采用模拟优化设计手段， 节约了开 发成 本， 缩短开发周期。 [0011]根据本发明的一些实施例， 所述步骤S3中， 所述拓扑优化分析时的系统响应参数 包括体积分数和多个不同使用工况下的加权柔度， 其中所述体积分数为需要保留的材料体 积与所述门槛梁的设计空间体积的比值。 [0012]根据本发明的一些实施例， 所述步骤S3中， 在进行所述拓扑优化分析时， 考虑所述说　明　书 1/6 页 3 CN 115130236 A 3