(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 202211162508.2 (22)申请日 2022.09.23 (71)申请人 合肥工业大 学智能制造技 术研究院 地址 230051 安徽省合肥市包河区花园大 道369号 (72)发明人 李书华　贝璟　吴宗扬　吴姚烨　 汪永嘉　张代胜　 (74)专利代理 机构 深圳众邦专利代理有限公司 44545 专利代理师 李茂松 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/15(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 111/04(2020.01)G06F 111/06(2020.01) (54)发明名称 一种基于多岛遗传算法的一体式铝合金精 密铸造发动机罩结构优化方法 (57)摘要 本发明提供了一种基于多岛遗传算法的一 体式铝合金精密铸造发动机罩结构 优化方法， 属 于汽车引擎盖技术领域， 包括： 最优拉丁超立方 提取样本点进行RBF神经网络模型的构建； 运用 多岛遗传算法对约束一阶模态和质量进行确定 性优化； 对确定性优化的结果进行基于6Sigma可 靠性分析和优化。 本发明仅针对一体式铝合金精 密铸造发动机罩形貌尺寸的多目标优化设计， 有 效提高了约束一阶模态以及抗凹性工况、 局部受 压工况、 正向弯曲工况、 侧向弯曲工况、 扭转工况 时的刚度性能， 并实现了发动机罩的轻量 化。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 115470591 A 2022.12.13 CN 115470591 A 1.一种基于多岛遗传算法的一体式铝合金精密铸造发动机罩结构优化方法， 其特征在 于， 包括以下步骤： 步骤1： 在CATIA中建立发动机罩的三维几何模型， 并拓扑优化； 步骤2： 在HyperMesh中建立发动机罩的有限元模型， 发动机罩的外板、 加强筋、 缓冲块 和锁环安装板采用共节点连接， 并建立抗凹性工况、 局部受压工况、 正向弯曲工况、 侧向弯 曲工况、 中部扭转工况、 约束模态工况， 通过OptiSt ruct求解； 步骤3： 通过最优拉丁超立方试验设计提取若干组样本点， 以抗凹性刚度、 局部受压刚 度、 正向弯曲刚度、 侧向弯曲刚度、 中部扭转刚度、 约束一阶模态频率以及发动机罩质量为 目标构建RBF神经网络模型； 步骤4： 以环绕加 强筋厚度(包括锁环安装板和 缓冲块)、 外板厚度、 内部交叉加强筋厚 度为设计变量， 以抗凹性刚度、 局部受压刚度、 正向弯曲刚度、 侧向弯曲刚度、 中部扭转刚度 为约束条件， 采用多岛遗传算法对约束一阶模态频率和质量进行确定性优化； 步骤5： 根据步骤4求解的确定性优化解， 考虑不确定性因素影响， 对其约束条件进行基 于可靠性的6Sigma分析； 步骤6： 对步骤5质量分析结果中不满足可靠性要求的约束条件进行6Sigma可靠性优 化。 2.基于权利要求1所述的一种基于多岛遗传算法的一体式铝合金精密铸造发动机罩结 构优化方法， 其特 征在于， 所述 步骤4中多目标优化模型如下： 其中： T1为环绕加强筋 厚度(包括锁环安装板和缓冲 块)， T2为外板厚度， T3为 内部交叉 加强筋厚度， G1为抗凹性刚度、 G2 为局部受压刚度、 G3为正向弯曲刚度、 G4为侧向弯曲刚度、 G5为中部扭转刚度， G6为约束状态下的一阶模态， M为发动机罩的质量。 3.基于权利要求1所述的一种基于多岛遗传算法的一体式铝合金精密铸造发动机罩结 构优化方法， 其特 征在于， 所述 步骤5中6Sigma分析 数学模型如下：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115470591 A 2其中： T1为环绕加强筋 厚度(包括锁环安装板和缓冲 块)， T2为外板厚度， T3为 内部交叉 加强筋厚度， G1为抗凹性刚度、 G2 为局部受压刚度、 G3为正向弯曲刚度、 G4为侧向弯曲刚度、 G5为中部扭转刚度， G6为约束状态下的一阶模态， M为发动机罩的质量， μ和σ 分别为正态分 布的均值和方差 。 4.基于权利要求1所述的一种基于多岛遗传算法的一体式铝合金精密铸造发动机罩结 构优化方法， 其特征在于， 该优化方案是将基于多岛遗传算法的确定性优化设计与基于6σ 质量的可靠性优化设计相结合。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115470591 A 3