白车身概念设计模型建立方法技术

本发明专利技术公开了一种白车身概念设计模型建立方法。所述白车身概念设计模型建立方法包括以下步骤：利用梁单元序列、板壳单元和刚性杆单元建立上车身相应结构的概念模型；利用梁单元序列、板壳单元和刚性杆单元建立下车身相应结构的概念模型；利用刚性杆单元与梁单元序列连接相混合的结构建立接头部分的概念模型；以及利用拓扑优化和形貌优化建立前围板总成的概念模型。根据本发明专利技术实施例的白车身概念设计模型建立方法建立的白车身的概念模型，更加精确地模拟相应的述白车身的刚度性能、更加精确地模拟相应的白车身的应力分布情况，且更容易构建截面和截断面数据库，更细致地反映白车身对横截面、典型截断面以及造型等后续修改的响应。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及车辆领域，具体而言，涉及一种白车身概念设计模型建立方法。
技术介绍
现有的白车身概念模型一般单纯以杆单元或梁单元搭建白车身框架，或者仅在地板部分配合对应地板相应位置设计带有厚度的二维单元建立地板部分的重要钣金结构，并在配合接头部分使用梁杆单元建立白车身概念模型。因此，现有的白车身概念设计模型通过现有的白车身概念设计模型计算得出的应力、位移分布以及刚度结果与完成后的白车身误差较大，无法真实反映白车身的物理性能及应力传导。同时，截面信息的更新费时费力，截面数据库难以形成。
技术实现思路
本专利技术旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种白车身概念设计模型建立方法，利用白车身概念设计模型建立方法建立的白车身的概念模型，更加精确地模拟相应的白车身的刚度性能、更加精确地模拟相应的白车身的应力分布情况，且更容易构建截面和截断面数据库，更细致地反映白车身1对横截面、典型截断面以及造型等后续修改的响应。为了实现上述目的，根据本专利技术的实施例提出一种白车身概念设计模型建立方法。所述白车身概念设计模型建立方法包括以下步骤：S1、利用梁单元序列、板壳单元和刚性杆单元建立上车身相应结构的概念模型；S2、利用梁单元序列、板壳单元和刚性杆单元建立下车身相应结构的概念模型；S3、利用刚性杆单元与梁单元序列连接相混合的结构建立接头部分的概念模型；以及S4、利用拓扑优化和形貌优化建立前围板总成的概念模型。根据本专利技术实施例的白车身概念设计模型建立方法，利用梁单元序列建立了所述白车身的梁类结构的概念模型，利用板壳单元建立了所述白车身的板类结构的概念模型，利用刚性杆单元建立板类结构和与板类结构相应的梁类结构的连接结构的概念模型，利用刚性杆单元与梁单元序列连接相混合的结构建立接头部分的概念模型，同时利用拓扑优化和形貌优化相结合的方式建立所述前围板总成的概念模型，经过上述步骤建立的所述白车身的概念模型，能够明显降低所述白车身的概念模型与白车身模型在车身刚度上的差距（差距在所述白车身相应点位移20%以内），且所述白车身的概念模型与白车身模型在除座椅安装点外的车身其它区域的应力和位移分布高度一致。此外，在有限元软件（例如，ANSA）中，利用根据本专利技术实施例的白车身概念设计模型建立方法建立的所述白车身的概念模型，只需要将相应的横截面参数和所述白车身的典型截断面参数赋予对应位置的梁单元序列即可得到所述白车身的相应结构的概念模型。也就是说，可以通过改变相应的横截面参数和所述白车身的典型截断面参数的信息，也就是通过替换和更新所述参数，就可以的到与所述参数相匹配的所述白车身的概念模型。同时，所述参数会被有限元分析软件存储成为数据库，以供后续设计参考或者后续修改使用。因此，利用根据本专利技术实施例的白车身概念设计模型建立方法建立的所述白车身的概念模型，更加精确地模拟相应的所述白车身的刚度性能、更加精确地模拟相应的所述白车身的应力分布情况，且更容易构建截面和截断面数据库，更细致地反映所述白车身对横截面、典型截断面以及造型等后续修改的响应。另外，根据本专利技术上述实施例的白车身概念设计模型建立方法还可以具有如下附加的技术特征：根据本专利技术的一个实施例，所述步骤S4包括：S41、先建立所述前围板总成的模型并进行有限元划分，且在所述前围板总成的相应位置赋予真实的厚度形成前围板总成的有限元模型；S42、将建立好的所述前围板总成的有限元模型进行拓扑优化分析；S43、将经过步骤S42优化后的所述前围板总成的有限元模型进行形貌优化分析；S44、根据形貌优化的结果优化所述前围板总成结构。经过上述步骤后得到的前围板总成的概念模型显著提高了所述白车身的概念模型的模拟精度。可选地，所述形貌优化为沟壑分布结构优化。根据本专利技术的一个实施例，对步骤S42中的前围板总成的有限元模型进行拓扑优化分析时，模拟多种不同工况下所述前围板总成的受力情况，从而提高所述前围板总成的概念模型的模拟精度，使所述前围板总成的概念模型更接近真实的前围板总成的结构。根据本专利技术的一个实施例，对步骤S43中的前围板总成的有限元模型进行形貌优化分析时，模拟多种不同工况下所述前围板总成的受力情况，从而提高所述前围板总成的概念模型的模拟精度，使所述前围板总成的概念模型更接近真实的前围板总成的结构。可选地，所述梁单元序列按直线排列。这种梁单元序列的排列方式能确保所述白车身的概念模型的应力传导更接近白车身的真实结构。此外，梁单元序列按照直线排列方式排列提高了建立所述白车身的概念模型的速度。根据本专利技术的一个实施例，所述上车身包括：顶盖板、顶盖加强梁、A柱、B柱和C柱，所述步骤S1包括：S11、利用梁单元序列建立所述顶盖加强梁、所述A柱、所述B柱和所述C柱的概念模型；S12、利用板壳单元建立所述顶盖板的概念模型；S13、利用刚性杆单元建立所述顶盖板与所述顶盖加强梁的连接结构的概念模型。进一步地，所述下车身包括：地板、地板加强梁、座椅横梁、后轮罩、搁物板、备胎舱、搁物板支撑架，所述步骤S2包括：S21、利用梁单元序列建立所述地板加强梁、所述座椅横梁、所述搁物板支撑架的概念模型；S22、利用板壳单元建立所述地板、所述后轮罩的概念模型；S23、利用刚性杆单元建立所述地板与所述地板加强梁的连接结构、所述地板与所述座椅横梁的连接结构的概念模型；以及S24、借用近似车型的相应位置的概念模型建立所述搁物板、所述备胎舱的概念模型。更进一步地，所述步骤S3包括：S31、利用刚性杆单元与梁单元序列连接相混合的结构建立所述A柱与所述顶盖板的接头部分结构、所述B柱与所述顶盖板的接头部分结构、所述C柱与所述顶盖板的接头部分结构的概念模型；S32、利用刚性杆单元与梁单元序列连接相混合的结构建立所述A柱与所述地板的接头部分结构、所述B柱与所述地板的接头部分结构、所述C柱与所述地板的接头部分结构、所述后轮罩与所述搁物板支撑架的接头部分结构的概念模型。这种接头部分的概念模型的建立方法可以提高上车身概念模型的精确度，能更精确地模拟完整白车身的概念模型的车身刚度及下车身应力分布。本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是利用根据本专利技术实施例的白车身概念设计模型建立本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种白车身概念设计模型建立方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、利用梁单元序列、板壳单元和刚性杆单元建立上车身相应结构的概念模型；S2、利用梁单元序列、板壳单元和刚性杆单元建立下车身相应结构的概念模型；S3、利用刚性杆单元与梁单元序列连接相混合的结构建立接头部分的概念模型；以及S4、利用拓扑优化和形貌优化建立前围板总成的概念模型。

【技术特征摘要】
1.一种白车身概念设计模型建立方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、利用梁单元序列、板壳单元和刚性杆单元建立上车身相应结构的概念模型；
S2、利用梁单元序列、板壳单元和刚性杆单元建立下车身相应结构的概念模型；
S3、利用刚性杆单元与梁单元序列连接相混合的结构建立接头部分的概念模型；以及
S4、利用拓扑优化和形貌优化建立前围板总成的概念模型。
2.根据权利要求1所述的白车身概念设计模型建立方法，其特征在于，
所述步骤S4包括：
S41、先建立所述前围板总成的模型并进行有限元划分，且在所述前围板总成的相应位
置赋予真实的厚度形成前围板总成的有限元模型；
S42、将建立好的所述前围板总成的有限元模型进行拓扑优化分析；
S43、将经过步骤S42优化后的所述前围板总成的有限元模型进行形貌优化分析；
S44、根据形貌优化的结果优化所述前围板总成结构。
3.根据权利要求2所述的白车身概念设计模型建立方法，其特征在于，所述形貌优化
为沟壑分布结构优化。
4.根据权利要求2所述的白车身概念设计模型建立方法，其特征在于，
对步骤S42中的前围板总成的有限元模型进行拓扑优化分析时，模拟多种不同工况下
所述前围板总成的受力情况。
5.根据权利要求2所述的白车身概念设计模型建立方法，其特征在于，
对步骤S43中的前围板总成的有限元模型进行形貌优化分析时，模拟多种不同工况下
所述前围板总成的受力情况。
6.根据权利要求1所述的白车身概念设计模型建立方法，其特征在于，
所述梁单元序列按直线排列。
7.根据权利要求1所述的白车身概念...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦雪峰，
申请(专利权)人：北汽福田汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11