(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 202111007611.5 (22)申请日 2021.08.3 0 (71)申请人 广州汽车集团股份有限公司 地址 510030 广东省广州市越秀区东 风中 路448--458号成悦大厦23楼 (72)发明人 徐义博　李伟　林德佳　郑颢　 王玉超　 (74)专利代理 机构 广州三环 专利商标代理有限 公司 44202 专利代理师 黄华莲　郝传鑫 (51)Int.Cl. G06F 30/15(2020.01) G06F 30/17(2020.01) G06F 30/23(2020.01) G06F 30/27(2020.01)G06F 111/10(2020.01) G06F 111/04(2020.01) G06F 119/14(2020.01) G06F 111/06(2020.01) (54)发明名称 一种汽车B柱的设计方法、 汽车B柱及汽车 (57)摘要 本发明公开了一种汽车B柱的设计方法， 包 括以下步骤： 根据目标车型确定B柱在侧碰工况 中的变形模式； 根据变形模式， 沿竖直方向将B 柱 划分若干个功能区； 根据各功能区的厚度参数建 立B柱厚度的有限元模型； 将各功能区的厚度参 数作为设计变量， 以正交实验设计的方法对各分 区的厚度参数取样， 将各功能区的厚度参数样本 值代入B柱厚度的有限元模型中进行仿真计算， 得到仿真计算结果； 基于仿真计算结果和厚度参 数构造响应面函数， 基于 响应面函数进行多目标 优化， 以得出厚度参数的最优解组。 本发明中的 汽车B柱的设计方法、 汽 车B柱及汽车能够降低对 个人经验的依赖性和人工投入， 更加合理地提高 材料的分配率和利用率， 有利于汽车B柱轻量 化。 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 CN 115221606 A 2022.10.21 CN 115221606 A 1.一种汽车B柱的设计方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： S1、 根据目标 车型确定B柱在侧碰 工况中的变形模式； S2、 根据所述变形模式， 沿竖直方向将B柱划分若干个功能 区； S3、 根据各 所述功能 区的厚度参数建立B柱厚度的有限元模型； S4、 将各所述功能区的厚度参数作为设计变量， 以正交实验设计的方法对各分区的厚 度参数取样， 将各所述功 能区的厚度参数样本值代入B柱厚度的有限元模型中进行仿真计 算， 得到仿真计算结果； S5、 基于仿真计算结果和厚度参数构造响应面函数， 基于响应面函数进行多目标优化， 以得出厚度参数的最优解组。 2.如权利要求1所述的汽车B柱的设计方法， 其特征在于， 在所述S2步骤中， 所述功能区 包括刚性区、 搭接区和变形区， 所述搭接区用于与汽车门槛和/或A柱连接， 各功能区的厚度 参数的取值范围满足以下 条件： 所述刚性区的厚度大于所述变形区和搭接区的厚度。 3.如权利要求2所述的汽车B柱的设计方法， 其特征在于， 所述刚性区还包括加强区和 保持区， 所述加强区的厚度大于所述保持区的厚度。 4.如权利要求3所述的汽车B柱的设计方法， 其特征在于， 所述搭接区包括第一搭接区 和第二搭接区， 所述第一搭接区用于与汽车门槛连接， 所述第二搭接区用于与汽车A柱连 接； 所述保持区包括第一保持区和第二保持区， 所述加强区位于所述第一保持区和第二保 持区之间； B柱从上至下依次为第二搭接区、 第二保持区、 加强区、 第一保持区、 变形区和第 一搭接区。 5.如权利要求1至4任一项所述的汽车B柱的设计方法， 其特征在于， 所述S3步骤具体包 括： 根据所述变形模式设置各 所述功能 区的厚度参数区间。 6.如权利要求5所述的汽车B柱的设计方法， 其特征在于， 所述S2步骤中， 相邻两个所述 功能区的相 接处包含有过渡区； 所述S3步骤中， 各所述功能区的厚度参数包括所述过渡区 的厚度参数。 7.如权利要求6所述的汽车B柱的设计方法， 其特征在于， 构造所述过渡区的厚度参数 的步骤如下： 将各所述过渡区沿着竖直方向以固定的单位长度划分为若干个子单 元； 所有所述子单元中， 至少有m个连续的子单元以与该过渡区相邻的其中一个功能区的 厚度为基础值， 以相同的差值依 次递进赋予每个子单元厚度值， 使得子单元 的厚度逐渐接 近另一个相邻的功能区的厚度； 其中， 所述差值为与该过渡区相邻的两个所述功能区当前 厚度取值的差与(m+1)的比值。 8.如权利要求7 所述的汽车B柱的设计方法， 其特 征在于， 所述S3步骤中， 还 包括： 根据所述变形模式确定厚度系数， 所述厚度系数为每1mm的厚度差对应的竖直方向长 度； 根据所述厚度系数计算过渡区所述过渡区的长度， 所述过渡区的长度为与之相邻的两 功能区的最大厚度差与厚度系数的乘积。 9.如权利要求7所述的汽车B柱的设计方法， 其特征在于， 在所述构造所述过渡区的厚 度参数步骤中， 所述m的计算 步骤如下：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115221606 A 2计算所述过渡段相邻的两个功能区的厚度的当前取值的厚度差， 并计算该厚度差与厚 度系数的乘积； 计算所述乘积与所述子单 元的长度的比值， 即得m。 10.如权利要求9所述的汽车B柱的设计方法， 其特征在于， 将过渡区内超出m个之外的 子单元赋值为与之相邻的功能 区的厚度。 11.如权利要求1所述的汽车B柱的设计方法， 其特 征在于， 在所述S5步骤之后还 包括： S6、 将所述B柱厚度的有限元模型 结合入整车侧碰有限元模型； 将所述厚度参数的最优解组代入整车侧碰有限元模型中， 得 出计算结果； 检查计算结果是否满足 目标车型的侧碰要求； 若满足， 则停止计算， 得出的最优解组即 为最终结果； 若不满足， 则返回S2。 12.如权利要求1 1所述的汽车B柱的设计方法， 其特 征在于， 在所述S6步骤之后还 包括： S7、 根据实际制造因素调整功能区和过渡区的划分， 调整厚度参数的取样以形成实际 厚度参数样本值， 所述实际制造因素包括成型情况和轧制方向； 将实际厚度参数样本值代入整车有限元模型中， 验算是否满足目标车型的侧碰要求； 若满足， 则确认实际厚度参数样本值为最终结果； 若不满足， 返回上一步， 重新形成实际厚 度参数样本值。 13.一种汽车B柱， 其特征在于， 由权利要求1至12任一项所述的汽车B柱 的设计方法设 计得出。 14.一种汽车， 其特 征在于， 包括权利要求13所述的汽车B柱。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115221606 A 3