技术特征：
1.一种变流器轻量化方法，其特征在于，包括：获取变流器的初始柜体结构设计方案；对所述初始柜体结构设计方案进行有限元强度仿真分析，得到初始仿真分析结果；基于所述初始柜体结构设计方案的有限元模型确定设计变量组合；根据所述设计变量组合对所述初始柜体结构设计方案进行局部优化和/或整体优化，得到优化柜体结构设计方案；对所述优化柜体结构设计方案进行有限元强度仿真分析，得到优化仿真分析结果；当所述优化仿真分析结果不满足预设设计要求时，对所述优化柜体结构设计方案继续进行优化，直到最终优化仿真分析结果满足所述预设设计要求，且最终优化柜体结构的重量小于初始柜体结构的重量。2.根据权利要求1所述的变流器轻量化方法，其特征在于，所述对所述初始柜体结构设计方案进行有限元强度仿真分析，得到初始仿真分析结果，包括：对所述初始柜体结构设计方案的静强度工况、模态工况、随机振动工况及瞬态冲击工况进行有限元强度仿真分析，得到仿真分析结果，所述仿真分析结果包括静力分析结果、模态分析结果、随机振动分析结果及瞬态冲击分析结果；所述方法还包括：评估所述静强度分析结果、所述模态分析结果、所述随机振动分析结果及所述瞬态冲击分析结果是否满足预设设计要求；若所述静强度分析结果、所述模态分析结果、所述随机振动分析结果及所述瞬态冲击分析结果中任意一个不满足所述预设设计要求，则确定所述初始柜体结构设计方案不满足预设设计要求；若所述静强度分析结果、所述模态分析结果、所述随机振动分析结果及所述瞬态冲击分析结果都满足所述预设设计要求，则确定所述初始柜体结构设计方案满足预设设计要求。3.根据权利要求2所述的变流器轻量化方法，其特征在于，所述基于所述初始柜体结构设计方案的有限元模型确定设计变量组合，包括：确定有限元强度仿真分析过程中建立的所述初始柜体结构的有限元模型；基于所述有限元模型确定设计变量组合，所述设计变量组合中包括的设计变量与预设标准中包括的设计变量一一对应，所述设计变量组合包括至少两个设计变量，每个设计变量对应一个待优化结构件的几何参数。4.根据权利要求3所述的变流器轻量化方法，其特征在于，根据所述设计变量组合对所述初始柜体结构设计方案进行局部优化和/或整体优化，得到优化柜体结构设计方案，包括：对所述设计变量组合进行灵敏度分析，得到每一个设计变量的灵敏度值，根据所述灵敏度值选择每个待优化结构件的最佳设计参数，形成最佳设计参数子集；采用拓扑优化技术对所述初始柜体结构设计方案进行局部布置优化，得到最佳局部布置优化结果；或，根据尺寸优化原则对所述初始柜体结构设计方案进行整体尺寸优化，得到整体尺寸优
化结果；或，采用拓扑优化技术对所述初始柜体结构设计方案进行局部布置优化，得到最佳局部布置优化结果，根据所述最佳局部布置优化结果进行整体尺寸优化，得到整体尺寸优化结果；当所述最佳局部布置优化结果或所述整体尺寸优化结果中存在刚度不足的目标部件时，对所述目标部件进行局部刚度优化，得到优化柜体结构设计方案。5.根据权利要求4所述的变流器轻量化方法，其特征在于，所述对所述设计变量组合进行灵敏度分析，得到每一个设计变量的灵敏度值，根据所述灵敏度值选择每个待优化结构件的最佳设计参数，形成最佳设计参数子集，包括：确定所述设计变量组合中的每一个设计变量；将所述每一个设计变量对应的待优化结构件的几何参数生成待优化设计变量，所述几何参数包括至少两个参数；结合所述随机振动结果及所述待优化设计变量进行灵敏度分析，得到每一个待优化设计变量对疲劳工况的灵敏度值；根据所述疲劳工况的灵敏度值选择每个待优化结构件的最佳设计参数，形成最佳设计参数子集。6.根据权利要求4所述的变流器轻量化方法，其特征在于，所述采用拓扑优化技术对所述初始柜体结构设计方案进行局部布置优化，得到最佳局部布置优化结果，包括：采用拓扑优化技术得到局部结构的最佳材料分布或最佳传力路径；根据所述最佳材料分布或所述最佳传力路径对所述局部结构进行局部布置优化，得到至少两个局部布置优化结果；对所述至少两个局部布置优化结果进行局部模型仿真分析对比，得到最佳局部布置优化结果。7.根据权利要求4所述的变流器轻量化方法，其特征在于，所述根据尺寸优化原则对所述初始柜体结构设计方案进行整体尺寸优化，得到整体尺寸优化结果，包括：根据尺寸优化原则从所述初始柜体结构设计方案选择待尺寸优化部件；根据尺寸优化三要素，对所述待尺寸优化部件进行尺寸优化，得到整体尺寸优化结果，所述尺寸优化三要素包括优化变量、优化约束及优化目标，所述优化变量用于定义对应待尺寸优化部件的厚度数据，所述优化约束表示根据材料类型创建优化应力约束，所述优化目标为柜体结构的重量最小。8.根据权利要求4所述的变流器轻量化方法，其特征在于，所述采用拓扑优化技术对所述初始柜体结构设计方案进行局部布置优化，得到最佳局部布置优化结果，根据所述最佳局部布置优化结果进行整体尺寸优化，得到整体尺寸优化结果，包括：采用拓扑优化技术得到局部结构的最佳材料分布或最佳传力路径；根据所述最佳材料分布或所述最佳传力路径对所述局部结构进行局部布置优化，得到至少两个局部布置优化结果；对所述至少两个局部布置优化结果进行局部模型仿真分析对比，得到最佳局部布置优化结果；根据所述最佳局部布置优化结果对局部模型进行修改和整理后，得到局部优化的柜体
结构设计方案；根据尺寸优化原则从所述局部优化的柜体结构设计方案中选择待尺寸优化部件；根据尺寸优化三要素，对所述待尺寸优化部件进行尺寸优化，得到整体尺寸优化结果，所述尺寸优化三要素包括优化变量、优化约束及优化目标，所述优化变量用于定义对应待尺寸优化部件的厚度数据，所述优化约束表示根据材料类型创建优化应力约束，所述优化目标为柜体结构的重量最小。9.根据权利要求4
‑
8中任意一项所述的变流器轻量化方法，其特征在于，所述对所述目标部件进行局部刚度优化，得到优化柜体结构设计方案，包括：当所述最佳局部布置优化结果和/或所述整体尺寸优化结果中存在刚度不足的目标部件时，采用形貌优化技术和型材截面优化技术对所述目标部件进行局部刚度优化，得到优化柜体结构设计方案。10.一种变流器轻量化系统，其特征在于，包括：获取模块，用于获取变流器的初始柜体结构设计方案；有限元强度仿真分析模块，用于对所述初始柜体结构设计方案进行有限元强度仿真分析，得到初始仿真分析结果；设计变量模块，用于基于所述初始柜体结构设计方案的有限元模型确定设计变量组合；优化模块，用于根据所述设计变量组合对所述初始柜体结构设计方案进行局部优化和/或整体优化，得到优化柜体结构设计方案；所述有限元强度仿真分析模块，还用于对所述优化柜体结构设计方案进行有限元强度仿真分析，得到优化仿真分析结果；所述优化模块，还用于当所述优化仿真分析结果不满足预设设计要求时，对所述优化柜体结构设计方案继续进行优化，直到最终优化仿真分析结果满足所述预设设计要求，且最终优化柜体结构的重量小于初始柜体结构的重量。11.一种服务器，其特征在于，包括：存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序；所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至9中的任意一项所述的变流器轻量化方法。12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，包括：存储有能够被处理器加载并执行如权利要求1至9中任意一项所述的变流器轻量化方法的计算机程序。
技术总结
本申请公开了变流器轻量化方法、系统、服务器及计算机可读存储介质，用于实现变流器的轻量化设计，促进整车的轻量化。方法包括：获取变流器的初始柜体结构设计方案；对初始柜体结构设计方案进行有限元强度仿真分析，得到初始仿真分析结果；基于初始柜体结构设计方案的有限元模型确定设计变量组合；根据设计变量组合对初始柜体结构设计方案进行局部优化和/或整体优化，得到优化柜体结构设计方案；对优化柜体结构设计方案进行有限元强度仿真分析，得到优化仿真分析结果；当优化仿真分析结果不满足预设设计要求时，对优化柜体结构设计方案继续进行优化，直到最终优化仿真分析结果满足预设设计要求，且最终优化柜体结构的重量小于初始柜体结构的重量。柜体结构的重量。柜体结构的重量。
技术研发人员：王玉斌 李榆银 唐雄辉 唐晓雅 龙春 吴书舟 曾祥浩
受保护的技术使用者：株洲中车时代电气股份有限公司
技术研发日：2021.06.16
技术公布日：2021/9/7